I composti organici sono sostanze chimiche le cui molecole contengono carbonio. Non esiste una definizione universalmente accettata e più precisa di “organico”, il che rende più difficile la definizione delle proprietà dei composti organici. Oggi, “composti organici” si riferisce più comunemente a composti che contengono quantità significative di carbonio, sebbene possano essere definiti più genericamente per includere qualsiasi molecola contenente carbonio o più strettamente per includere solo molecole che contengono legami carbonio-carbonio o carbonio-idrogeno.
La distinzione organico-inorganico è in qualche modo arbitraria ed è in gran parte derivata da una teoria chiamata vitalismo, che postulava che i processi biochimici degli esseri viventi implicassero un’energia o una forza aggiuntiva che non è presente nei processi chimici che si verificano nella materia non vivente. Ciò ha suggerito l’idea che le sostanze coinvolte nella biologia degli esseri viventi siano quindi diverse dalle altre sostanze in un modo che va oltre le loro proprietà fisiche e chimiche e costituisce una categoria speciale distinta dall’altra materia. Il vitalismo non è più una teoria comunemente accettata, e la moderna biochimica spiega i processi biologici e le proprietà dei composti organici secondo le stesse leggi fisiche che governano altre reazioni chimiche, ma la categoria “organico” rimane in uso, sebbene oggi il termine comprenda anche un numero di composti che non si verificano negli esseri viventi.
Esiste un vasto numero di diversi composti organici con proprietà diverse, che sono divisi in sottoclassi più piccole in base alla loro composizione o alla composizione dei loro gruppi funzionali e tendono ad avere proprietà simili. Alcune categorie organiche hanno proprietà interessanti che le persone incontrano spesso nella loro vita quotidiana. Gli idrocarburi, una categoria che comprende gruppi di molecole chiamate alcani, alcheni e areni in base alla loro struttura, sono costituiti interamente da idrogeno e carbonio e rilasciano una grande quantità di energia quando vengono bruciati, rendendo preziosi gli idrocarburi come propano, butano e ottano fonti di carburante. Un altro tipo di molecole organiche, chiamate esteri, costituisce oli e grassi vegetali e animali.
Una delle proprietà importanti dei composti organici è la presenza di unità strutturali chiamate gruppi funzionali. Questi sono gruppi di atomi all’interno di una molecola che è unita al resto della molecola da un legame covalente tra un atomo del gruppo funzionale e un atomo di carbonio nel corpo principale della molecola. Una molecola organica può avere molti gruppi funzionali, e questi sono in gran parte responsabili delle proprietà chimiche della molecola nel suo insieme, perché un dato gruppo funzionale si comporterà più o meno allo stesso modo indipendentemente dalla composizione della molecola più grande a cui è attaccato per. Le molecole organiche sono spesso classificate e denominate in base alla natura dei loro gruppi funzionali.
Le molecole organiche variano notevolmente in termini di dimensioni. Una delle proprietà importanti dei composti organici che li rende così importanti in biologia deriva dal fatto che gli atomi di carbonio possono legarsi tra loro per formare catene di atomi di carbonio in una riga o in un anello, con atomi aggiuntivi legati ad alcuni degli atomi di carbonio. Molte copie identiche di singole unità strutturali chiamate monomeri, che consistono in una fila di atomi di carbonio collegati tra loro con altri atomi chiamati gruppi laterali attaccati, possono essere collegate tra loro per formare lunghe catene ripetute chiamate polimeri.
I composti organici non sono unici nella loro capacità di farlo, ma il carbonio è particolarmente adatto a questo. Una singola molecola polimerica organica può avere centinaia di unità strutturali ripetute e polimeri più complessi possono avere rami separati che si separano dalla catena centrale e formare legami chimici con altre catene polimeriche per creare una singola molecola. Alcuni composti organici sono costituiti da vaste strutture chiamate macromolecole.