常見的碳氫化合物有甲烷（沼氣）、丙烷和丁烷（打火機油）、異辛烷和石蠟。優質汽油通常具有異辛烷等級，該等級與汽油在內燃機中燃燒時產生的沖擊力成反比。需要註意的是，聚乙烯這壹名稱是由乙烯聚合產生的聚烷（末端可能有其他基團）。許多精油都是由烯烴組成的，如苧麻油（檸檬烯，圖 2），它是從橙子和柚子皮中榨出的油的主要成分；從松樹中榨出的油含有兩種異構體蒎烯和少量其他單絡合物；動物肝臟具有產生角鯊烯的功能，角鯊烯是膽固醇和某些性激素的中間體。天然橡膠是含有多個雙鍵（規則分布）的烯化合物。β-胡蘿蔔素（β-carotene）內有壹個很長的***共軛多烯體系，在碳鏈上單鍵和雙鍵交替出現，因此它能吸收部分可見光波而著色。乙炔（圖 3）是人們最熟悉也是最簡單的含有三個鍵的碳氫化合物，它可以被電石水解而生成。在電燈普及之前，乙炔用於街邊小攤的夜間照明。如今，乙炔的最大用途是焊接。
碳和氫是四價原子和壹價原子，烷烴的分子式為 CnH2n+2，烯烴的分子式為 CnH2n，炔烴的分子式為 CnH2n-2（n 為自然數）。二烯和單炔的分子式相同，其余可類推。除了鏈狀結構的有機化合物外，還有環狀結構的有機化合物。含有環（三個或三個以上的碳原子組成壹個環）的烷烴的分子式也與單烯烴相同，因此每個環代表了壹種不飽和程度[註 1]。不過，環烷烴不會立即失去溴或高錳酸鉀的顏色，因此常用於飽和或不飽和有機化合物的定性檢測。環烯和環炔當然是不飽和碳氫化合物。在我們前面提到的烯二元抗癌化合物的碳環系中，有壹個雙鍵和兩個三鍵，這種特殊的結構單元是消滅癌細胞的中心。
芳香烴是具有多個雙鍵的環狀化合物[註 2]。最有名的當然是苯。壁櫥中用來防蟲的樟腦丸也是常見的芳香烴[註 3]。
碳氫化合物不溶於水。與羥基（OH）[註 4] 碳原子相連的有機化合物是醇（醇類）[註 5]。甲醇和乙醇是最常見的。甘油是丙二醇，與糖類壹樣屬於多元醇（圖 4）。碳水化合物的分子式為 Cn(H2O)n，因此通常被稱為碳水化合物。
還有許多碳環上的醇，例如薄荷醇，它是環己烷的衍生物。它的骨架與苧麻相同，但由於沒有雙鍵，只有羥基（OH），因此這兩種物質的性質（如香氣）大不相同。
膽固醇是壹種具有四個環的不飽和醇。雖然它含有壹個雙鍵，但我們通常不稱其為烯醇。按照慣例，烯醇是指羥基直接連接到雙鍵碳原子上的化合物。雖然烯醇（如苯酚）需要特殊的結構才能穩定，但這種單元是羰基化合物（見下壹節）在反應中經常采用的形式。
最近經常見諸報端的他克酚含有壹個醇基，它只是眾多復雜官能團中的壹個。顧名思義，羰基化合物含有氧原子和碳原子。組成官能團的碳原子和氧原子以 C = O 的形式結合在壹起。四價碳與其他原子結合[註 6]，如其中壹個原子是氫原子，另壹個原子是碳原子，羰基化合物就是醛；當兩個原子都是碳原子時，羰基化合物就是酮。甲醛只有壹個碳，這個碳與氧相連，另外兩個原子是氫。甲醛是壹種無色氣體，其水溶液是福爾馬林，用於防腐（如標本制作）。最小的酮必須有三個碳原子，它就是廣泛使用的溶劑丙酮（圖 5）[註 7]。
較小的醛和酮有強烈的氣味。有些氣味芳香，有些則刺激難聞。檸檬醛（citral）有檸檬味，它可以變成薄荷醇（只經過三個化學反應）。苯甲醛是杏仁中壹種成分的水解產物。香蘭素（圖 6）和肉桂醛在食品工業中非常重要。在酮類物質中，除了丙酮之外，環己酮可能是最重要的；我們可以用它來制造尼龍 6。
壹般的碳水化合物也含有醛基或酮基，但大多以隱藏的形式存在。分子中的羥基與羰基結合形成半縮醛或半縮酮。這些新型化合物在溶液中與羰基化合物處於平衡狀態，因此可以顯示出羰基的化學活性。
將羰基引入芳香環會產生醌類化合物。在傳統攝影的定影過程中，曝光的溴化銀被對苯二酚還原成銀（底片的黑色部分），對苯二酚又被氧化成苯。
如果羰基化合物與兩個羥基發生脫水縮合反應，生成的縮醛或縮酮在性質上不再是羰基。不過，它們在酸性水溶液中通常不穩定，會分解成原始的羰基化合物和醇。醚的中文名稱來源於乙醚的生理活性：乙醚可導致動物昏迷。這是壹項重大的醫學發現，也是外科手術的壹大進步。由於中樞神經系統被麻醉並失去知覺，所以手術無痛苦；由於病人被固定，所以手術更容易。雖然乙醚已被其他麻醉劑完全取代，但它在歷史上的意義不應被遺忘。
乙醚的通式為 R-O-R'（R、R'為羰基，可以是同族或雜族）。它們與醇有同分異構關系，如乙醚和乙醇都是 C2H6O。不過，醚的結構是 CH3-O-CH3，而乙醇的結構是 CH3CH2OH。醚的脂溶性強，水溶性弱，而醇則相反。醚類也是常用的有機溶劑，如乙醚、四氫呋喃（壹種環醚）是制備格氏試劑（Grignard reagents）最廣泛使用的溶劑。
冠醚（見圖 7）屬於多環醚。由於這些分子中具有多個氧原子，可以構成某些金屬離子的配體（ligands），二者具有良好的空間配位，生成穩定的錯配。現在，我們可以利用冠醚將無機鹽（如高錳酸鉀）帶入非極性有機溶劑中。事實上，冠醚的發現是非常偶然的：在美國杜邦公司研究部門工作的 C. Pedersen 第壹次無意中合成了冠醚，他從觀察到的白色小晶體副產物中發現，這些晶體可以溶解在氫氧化鈉中，但沒有羥基（尤其是酚或羧酸）。這種新奇的現象引起了他極大的興趣，經過不斷研究，終於發現了真相。
有些天然抗生素具有聚醚結構，但並非所有聚醚都是環醚，它們也可以螯合金屬離子。抗生素的藥效與這壹特性有關。硫和氧是同族元素，它們的最外層電子分組相同，因此這兩種化合物有許多相似的性質，最顯著的區別是氣味。二價硫化合物蒸氣壓高，氣味難聞，如臭鼬制成的敵敵畏噴灑液的主要成分就是丁硫醇。硫醇是酒精中的氧原子被硫原子取代的化合物。口臭是由口腔中產生的甲硫醇引起的。洋蔥和大蒜的刺激性揮發油中含有多種有機硫化物，其中二丙烯基硫化物是壹種特殊成分。
值得壹提的是同型半胱氨酸（HSCH2CH2CH(NH2)COOH）[註 8]。最近有人認為它是動脈粥樣硬化的原因。硫醚的氧化物是硫醚和碸。我們通常所說的有機酸是指羧酸（RCOOH），它是伯醇（RCH2OH）或醛的氧化產物。我們最熟悉的是醋酸，醋就是醋酸的稀水溶液。甲酸只有壹個碳原子，是螞蟻的化學防禦武器。螞蟻叮咬引起的疼痛就是甲酸刺激造成的。丁酸和戊酸有惡臭，就像糞便壹樣。
長鏈飽和脂肪酸是固體，通常以甘油酯的形式存在於動物體內。大多數天然脂肪酸的碳原子數是偶數，因為它們的組成成分是乙酸。
多元羧酸是含有兩個以上 COOH 基團的分子，如草酸（乙二酸）、琥珀酸（丁二酸）。含有其他官能團的羧酸種類很多；羥基酸包括乳酸、蘋果酸和酒石酸。法國科學家巴斯德（L. Pasteur）發現兩種酒石酸（鹽）的結晶具有鏡像關系，從而打開了立體化學實驗的大門。
兩個羧酸分子結合並除去壹分子水，就生成了酸酐。酸酐很容易與水反應生成羧酸，或與酒精反應生成酯和羧酸。羧酸比壹般的無機酸弱，但可以形成鹽。較強的磺酸 R-SO3H 和膦酸 R-PO(OH)2 是硫酸和磷酸的壹個羥基被碳基取代的酸。具有長碳鏈的磺酸鹽（如鈉鹽）具有表面活性，是非常好的合成洗滌劑。它們的鈣鹽和鎂鹽不會在水中沈澱，因此在硬水中使用，效果比傳統肥皂更好。肥皂是通過水解植物油（羧酸甘油酯）制得的，其中所含的羧酸鈉鹽會與硬水中的鈣離子交換，溶解度低的鈣鹽會沈澱下來，失去去汙能力。值得指出的是，人體內膽汁酸產生的鹽與肥皂的性質相似，會在腸道中產生大量泡沫，並通過表面張力清除汙垢。可水解脂肪是酯類。酯包括所有酸和醇的脫水縮合產物，其中最簡單的是甲酸甲酯 HCOOCH3。這些低分子量的酯具有良好的氣味[註 9]。花朵和水果的香味主要來自酯類。內酯（lactones）也有類似的性質，有的像桃子，有的像茴香；大環內酯有麝香氣味。
磷酸酯（單酯、雙酯和三酯）是重要的生化分子。磺酸酯往往化學性質非常活躍，很容易發生取代和消除反應。而硝酸鹽則是高能化合物，很容易分解。第壹種無煙火藥就是通過硝酸酯化棉纖維而發現的。炸藥中使用的三硝酸甘油酯對振動非常敏感。諾貝爾就是通過找到穩定這種物質的方法而發家致富的。有趣的是，三硝酸甘油酯也是壹種心臟病藥物。胺是用壹個有機基團（R）取代氨分子中的氫原子而制成的，而且確實可以用這種方法制造。根據取代程度的不同，胺可分為第壹級 RNH2、第二級 RR'NH 和第三級 RR'R''N，其中 R、R'和 R'' 可以相同或不同。
胺的氮原子仍然擁有壹對孤對電子，保持堿性，並能與酸結合成鹽。四階銨鹽的氮原子有四個不同的 R，具有光學活性。
胺有異味。魚腥味就是由揮發性胺引起的。外國人吃魚前擠檸檬汁是為了去除魚腥味，其實原理是把胺固定成不揮發的鹽。腐屍和精液的特殊氣味主要來自屍胺和精胺。
將甲醛與氨溶液混合，蒸發後可得到壹種白色晶體。這種物質具有金剛石晶格單元結構、六個亞甲基 CH2 和四個氮原子（叔胺）。它可用作利尿劑和尿道消毒劑。
胺是所有有機化學類型中最具生理意義的壹種。許多天然胺都來自氨基酸代謝。當動物大腦中的多巴胺（圖 8）代謝失調時，帕金森病就會發生。
生物堿大多是環胺，通常具有劇毒。當環結構中含有雜原子（非碳原子，如氧、氮、硫、...... 等）時，它們就是雜環化合物。簡單的環己烷屬於芳香雜環，通常是藥物的結構單元。構成核酸的嘧啶堿基和嘌呤堿基也是雜環 [註 10]。
酰胺可通過在胺（包括氨）中加入羰基酸並使其脫水而獲得。酰基為 R-CO，是壹個烷基和壹個羰基的組合，也存在於酯中。根據氮原子上取代基的數量，酰基胺有三種亞型。在任何情況下，連接酰基後，胺都會失去堿性。
蛋白質是由氨基酸組合而成的，而酰胺則是其中的鍵。尼龍也是壹種聚酰胺，但壹種酰胺的氮原子與另壹種酰胺的羰基之間有多個亞甲基（CH2）。尼龍也是壹種聚酰胺，但其中壹個酰胺的氮原子與另壹個酰胺的羰基之間由多個亞甲基 CH2 基團隔開。不久前，含鹵素的有機鹵化合物還是重要的溶劑和合成中間體。然而，這些物質往往有毒、致癌，而且對環境有害，因此已逐漸被取代。氯仿（CHCl3）具有良好的麻醉能力，但在過去幾十年中已完全停用。曾經大量生產並用作制冷劑、清潔溶劑和泡沫發泡劑的氟氯烴（氟利昂）已被禁止生產，因為它們在高空蒸發並受到太陽紫外線照射後，會分解產生氯原子，破壞保護地球生物的臭氧層。
"DDT"（二氯二苯基三氯乙烷，如圖 10 所示）是壹種非常有效的殺蟲劑，因為它制造成本低，使用量大。然而，它（以及許多其他含鹵碳氫化合物）不易在地表分解消除，而是沿著食物鏈在生物體（脂肪組織）中積累，造成各種不良後果。據說，野生鳥類繁殖率下降的原因之壹，就是鳥類不斷從食物中吸收滴滴涕後，礦物質代謝發生了變化，鳥類產下的蛋的蛋殼厚度減小，無法承受孵化的壓力而破裂。然而，如果不使用滴滴涕，亞熱帶和熱帶地區的發展將十分困難。病媒蚊子，DDT 應該是首先要打的。
氟是最活躍的元素，但當它被引入有機化合物時，就被馴化了。人造血液的主要成分特氟龍就含有氟。