Una sustancia química orgánica es cualquier molécula con al menos un átomo de carbono que forma su base, y algunos ejemplos de moléculas orgánicas incluyen materia viva como el ADN de plantas y animales, materia natural que no vive de manera natural como metano, combustibles fósiles y diamantes , y materiales artificiales como la fibra de carbono.
El carbono, además de ser el cuarto elemento más abundante por masa en el universo, es el elemento central para una asombrosa cantidad de compuestos en la Tierra. El carbono es especial entre los elementos porque fácilmente forma enlaces muy fuertes y uniformes con casi cualquier otro elemento. Los átomos de carbono también pueden unirse para formar cadenas de carbono de longitud ilimitada que otros elementos y moléculas pueden construir. Por ejemplo, el ADN y el ARN se basan en el carbono y son los componentes básicos de toda la vida conocida.
Los compuestos orgánicos también suelen estar presentes en la tecnología hecha por el hombre. Hoy en día, la fibra de carbono se aplica en áreas donde una vez se usó un metal mucho más pesado sin sacrificar la resistencia. Los chips de computadora contienen silicio, un elemento que tiene muchas propiedades similares al carbono pero que no puede formar uniones tan apretadas o uniformes. Comprender y manipular el carbono y sus formas ha provocado enormes aumentos en la potencia de cálculo y la eficiencia eléctrica.