Te dwa rodzaje czystych substancji to pierwiastki i związki. Czysta substancja to taka, która składa się tylko z jednego składnika o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych. Każda substancja z więcej niż jednym składnikiem nazywana jest mieszanką.
Elementy są podstawowymi budulcami materii i składają się z jednego atomu. Atomy nie mogą być rozbite na mniejsze cząstki. Przykłady pierwiastków obejmują wapń, glin, potas, tlen i wodór. Z drugiej strony związek składa się z dwóch lub więcej pierwiastków, których atomy są chemicznie związane w określonych proporcjach. Związki mają różne właściwości, które różnią się od właściwości ich poszczególnych pierwiastków. Woda (H2O) to związek utworzony przez połączenie wodoru i tlenu. Wspólny cukier to połączenie węgla, wodoru i tlenu.