Eden od razlogov za veliko število organskih spojin je zmožnost povezovanja ogljikovih atomov med seboj in z atomi drugih elementov, zlasti kisika, dušika in žvepla.
Ogljikovi atomi se med seboj povezujejo na različne načine. Lahko se povezujejo v verige ali pa v obroče. Znane so spojine z obroči s štirimi, petimi, šestimi ali več ogljikovimi atomi.
Ogljikovodiki, pri katerih so ogljikovi atomi povezani v obroče, so ciklični ogljikovodiki, pri acikličnih ogljikovodikih pa so ogljikovi atomi povezani v verige.
Ogljikovi atomi se med seboj lahko povežejo z enojnimi, dvojnimi ali celo trojnimi vezmi, kar še poveča raznolikost in številčnost organskih spojin.
Če primerjamo modele etana, etena in etina med seboj, opazimo, da imata eten in etin v primerjavi z etanom manj atomov vodika. V molekuli etana sta atoma ogljika povezana z enojno vezjo. Molekula etana ne more sprejeti dodatnih atomov vodika, zato pravimo, da je etan nasičen ogljikovodik. Eten in etin lahko sprejmeta še dodatne vodikove atome, če se prekine dvojna oz. trojna vez, zato pravimo, da sta nenasičena ogljikovodika.
Nasičeni ogljikovodiki imajo vse ogljikove atome med seboj povezane z enojno kovalentno vezjo. Pri nenasičenih ogljikovodikih pa med ogljikovimi atomi nastopa vsaj ena dvojna ali trojna kovalentna vez.