Die chemische Formel für Harnstoff lautet CO(NH2)2. In Formelform geschrieben, zeigt es, dass das Kohlenstoffatom "C" durch eine ionische Doppelbindung mit dem Sauerstoffatom verbunden ist und die beiden Ammoniummoleküle "NH2" durch Einfachbindungen an das Kohlenstoffatom gebunden sind.
Die zweifach gebundenen Kohlenstoff- und Sauerstoffatome bilden eine Carbonylgruppe und lassen zwei Elektronen am Kohlenstoffatom frei, damit die Ammoniumgruppen binden können.
Harnstoff, auch als Carbamid bekannt, kommt in der Natur als primäres Endprodukt des Proteinstoffwechsels vor. Die Messung des Blutharnstoffstickstoffs ist ein kritischer Indikator für die Nierenfunktion. Synthetisierter Harnstoff war 1828 die erste organische Verbindung, die aus anorganischen oder nicht lebenden Materialien hergestellt wurde.
