Związki organiczne zawierają węgiel, a prawie wszystkie związki organiczne zawierają wodór, a wiele z nich składa się z dodatkowych atomów azotu, tlenu lub siarki. Nie wszystkie związki zawierające węgiel można jednak uznać za organiczne . Stopy metali zawierające węgiel, na przykład stal, nie będą powszechnie uważane za organiczne, głównie dlatego, że nie biorą udziału w procesach biologicznych.
Powszechnie akceptowaną definicją związku organicznego jest to, że jest związkiem, który bierze udział w procesie biochemicznym i który odgrywa rolę w przetrwaniu żywego organizmu. Ten pogląd związków organicznych wywodzi się z klasycznego przekonania, że pewne substancje są niezbędne do życia i zostały tylko opętane lub wytworzone przez żywe organizmy. Przekonanie to zmieniło się w latach 20. XIX wieku, gdy Friedrich Wohler wykazał, że dwa związki występujące w żywych organizmach, kwas szczawiowy i mocznik, mogą powstać w laboratorium.
Wiele dziedzin współczesnej chemii uważało od tego czasu każdy związek zawierający znaczący stopień węgla pierwiastka za związek organiczny, mimo że wiele związków zawierających węgiel nie ma znaczenia dla procesów biologicznych. Związki organiczne na przykład odgrywają ważną rolę w dziedzinach niebiologicznych, takich jak produkty petrochemiczne, kleje i tworzywa sztuczne.
Większa większość związków organicznych jest molekularna, a nie jonowa i może być skutecznie syntetyzowana poza żywym organizmem. Niektóre z najczęstszych związków organicznych to węglowodany, białka, witaminy, enzymy, polimery i wiele rodzajów paliwa.
