Alle organischen Verbindungen enthalten lange Ketten von Kohlenstoffatomen. Im Allgemeinen umfasst die organische Chemie kohlenstoffbasierte Moleküle, während sich die anorganische Chemie mit nicht kohlenstoffhaltigen Molekülen befasst. Allerdings sind nicht alle kohlenstoffhaltigen Verbindungen organisch.
Als frühe Chemiker mit der Untersuchung lebender Organismen begannen, fanden sie heraus, dass fast alle vorhandenen Strukturen und Substanzen auf Kohlenstoffatomen beruhten. Sie nannten solche Moleküle organisch, weil sie dachten, dass nur Lebewesen sie erschaffen könnten. Diese Chemiker vermuteten, dass Lebewesen in solche Moleküle etwas namens Lebenskraft injizierten. Dieser Gedankengang wurde bald verworfen. Moderne Chemiker wissen, dass es kaum einen grundlegenden Unterschied zwischen organischen und anorganischen Molekülen gibt.
Einige Beispiele für organische Chemikalien sind Methan, Ethan, Butan und Brenztraubensäure. Kohlenstoff ist an so vielen Molekülen beteiligt, weil es ein flexibles Atom ist, das sich mit bis zu vier anderen Atomen verbinden kann. Dadurch ist es möglich, lange, komplexe Moleküle aus Kohlenstoffatomen aufzubauen.
Lebende Organismen müssen zum Leben anorganische Moleküle verwenden. Eine wichtige anorganische Verbindung, die alles Leben benötigt, ist Wasser. Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen, einem Sauerstoffatom und keiner Kohlenstoffatomkette, also ist es anorganisch. Kohlendioxid, das ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome enthält, ist nicht organisch, da es keine lange Kohlenstoffkette hat.