I composti del carbonio sono milioni, perchè in virtù della sua configurazione elettronica si lega con altri atomi di C molto più di qualsiasi altro elemento per formare catene o anelli.

Tutti i composti organici sono composti molecolari.

Ogni atomo di C forma un totale di 4 legami covalenti: con C o altri non metalli, H, alogeni, O o N.

Una caratteristica delle molecole organiche è quella di essere presenti in più forme isomere, cioè composti cohe hanno la medesima formula molecolare, ma diversa struttura (diversa concatenazione degli atomi) o configurazione/conformazione (diversa disposizione nello spazio). Gli isomeri hanno medesimo peso molecolare, ma diverse proprietà chimico-fisiche.

Vi sono due tipi di isomeria:

• costituzionale: sono composti diversi nell'ordine con cui gli atomi sono legati tra loro. Si suddivide a sua volta in due sottogruppi:

1. di catena: hanno diversi punti di fusione e di ebollizione, ma reattività simili.
2. di posizione: chiamati così per la diversa posizione di un determiato gruppo funzionale.

• stereoisomeria: hanno la medesima costituzione (atomi reciprocamente legati nel medesimo modo) ma differiscono nella disposizione degli atomi nello spazio) Anch'essa può essere suddivisa a sua volta in due sottogruppi:

1. conformazionale: Ad esempio l'Etano (C2H6) può avere una formazione sfalsata ed eclissata. Gli isomeri sono convertibili uno nell'altro per semplice rotazione atomo ad un legame.

configurazionale: gli isomeri sono converitibili uno nell'altro per rottura e ricostruzione di un legame. (Possono essere diasteroisomeri o enantiomeri):

Gruppi funzionali

In tutte le sostanze organiche, esclusi gli idrocarburi, compaiono una limitata serie di atomi o gruppi atomici ben definiti, chiamati gruppi funzionali.

Ogni gruppo funzionale contraddistingue una specifica famiglia di composti organici con caratteristiche chimico-fisiche comuni.

• sono le unità strutturali mediante quali classificare i composti organici;
• sono i siti di reazioni chimiche tipiche;
• sono una base su cui costruire le regole di nomenclatura.

Meccanismi di reazione delle molecole organiche

Classificazione generale dei reagenti

• reagenti elettrofili: H+ , Cl+, Br+, NO+, SO2Hpossono acquistare una coppia di elettroni, hanno carica positiva ed orbitali vuoti):
• reagenti nucleofili: OH, CN, Cl, Br, Hs, NH3, H2O (poichè può donare elttroni, di conseguenza deve avere elettroni in più di carica positiva o non accoppiati).  
• reagenti radicalici: Cl, Br (hanno un elettrone spaiato)

Meccanismi base delle reazioni organiche

• meccanismo omolitico o radicalico(gli elettroni di legami vengono divisi ugualmente nei due atomi,non portando perciò alla formazione di una molecola polare)
• meccanismo eterolitico o polare(gli elettroni di legame vengono spostati verso un atomo formando una molecola polare

Tipolgia delle reazioni organiche

• reazioni di sostituzione: è una particolare reazione chimica in cui un atomo o un gruppo funzionale appartenente ad una particolare entità molecolare (ad esempio una molecola, uno ione o un radicale) è sostituito da un altro atomo o gruppo funzionale.
• reazioni di addizione: è una reazione organica dove due o più entità molecolari (ad esempio molecole, ioni o radicali) si combinano per formarne una più grande, contenente tutti gli atomi delle entità molecolari di partenza.
• reazioni di eliminazione:è  una reazione chimica nella quale due gruppi sostituenti sono rimossi da una molecola o altra entità molecolare portando alla formazione di un doppio legame,[1] un triplo legame o un anello.
• reazioni di ossidoriduzione:quelle reazioni chimiche in cui cambia il numero di ossidazione degli atomi, cioè in cui si ha uno scambio di elettroni da una specie chimica ad un'altra.

         riduzione= addizione di idrogeno

         ossidazione= addizione di ossigeno, rimozione di idrogeno 

• reazioni di idrolisi: diverse reazioni chimiche in cui le molecole sono scisse in due o più parti per effetto dell'acqua e può talvolta essere considerata come la reazione inversa della reazione di condensazione.