Un hidrocarburo es una molécula que se compone únicamente de átomos de hidrógeno y carbono. Estas moléculas son tradicionalmente un foco de estudio importante en la química orgánica, la rama de la química que se centra en los compuestos químicos que involucran al carbono. Pueden describirse como puros o impuros. Un hidrocarburo puro está realmente compuesto solo de átomos de carbono e hidrógeno, mientras que uno impuro contiene átomos de carbono e hidrógeno unidos a otros átomos, como nitrógeno o azufre.
Hay muchas formas diferentes de hidrocarburos, según el número y la disposición de los átomos. Algunas moléculas son simplemente largas cadenas de carbono e hidrógeno que pueden contener cientos de átomos, mientras que otras están dispuestas en elaborados anillos y otras formas. Incluso los enlaces entre átomos individuales en moléculas orgánicas pueden ser diferentes entre sí, y muchos de los átomos están unidos por enlaces múltiples. Algunas moléculas orgánicas, como los ácidos grasos, se clasifican como saturadas o insaturadas, según el número de enlaces entre los átomos.
Si bien hay muchos usos diferentes para tales moléculas, los combustibles son, con mucho, los más frecuentes. Los enlaces en muchos hidrocarburos contienen una cantidad significativa de energía que se puede liberar cuando se queman. Los combustibles fósiles están formados por materia orgánica en descomposición, que está compuesta principalmente por moléculas formadas por hidrógeno y carbono. Desafortunadamente, los combustibles fósiles como el carbón se consideran recursos no renovables, ya que la materia orgánica puede tardar millones de años en descomponerse. La quema de dichos combustibles también libera gases a la atmósfera que pueden ser dañinos para el medio ambiente y para los seres humanos.
Los combustibles fósiles de hidrocarburos vienen en dos formas principales: combustibles líquidos, conocidos como petróleo o aceite mineral, y combustibles fósiles gaseosos, conocidos como gas natural. El carbón es un combustible fósil sólido. Todos son muy importantes por su alto contenido energético, pero ninguno es renovable ya que todos se forman por descomposición. Como tal, los científicos siempre están buscando alternativas a la energía de combustibles fósiles, como la energía eólica o solar.
El número de átomos y enlaces incluidos en un hidrocarburo dado suele estar estrechamente relacionado con su uso. Aquellos con pocos átomos y enlaces rara vez se usan para más que simples combustibles para calentar o cocinar, mientras que las moléculas más grandes se usan para combustibles diesel e incluso combustibles para aviones. Algunas de estas moléculas también se pueden utilizar como lubricantes, aunque comparten muchas características comunes con los combustibles.