Una molécula orgánica generalmente se define como moléculas que están compuestas por anillos o cadenas de moléculas de carbono a las que se unen otros átomos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno. Son llamados así debido a su amplio uso (prácticamente en todas partes) en los sistemas orgánicos.
La razón de esta diversidad es la capacidad del carbono para formar cuatro enlaces entre sí mismo y otros átomos, lo que permite formar largas cadenas de átomos de carbono, así como formas más complejas como anillos y estructuras tridimensionales intrincadamente plegadas. Por supuesto, otros átomos necesitan involucrarse para que ocurra algo de este plegamiento: se requiere azufre, por ejemplo, para que se formen puentes disulfuro (un tipo de interacción intermolecular similar a la unión de hidrógeno).
La abundancia de carbono es probablemente lo que facilitó su uso como el pilar de los compuestos orgánicos. Si bien tenemos razones para esperar que otros en su grupo (Silicon, por ejemplo) permitan de manera similar este tipo de química diversa, las condiciones en este planeta no favorecen a esos otros elementos.
En general, los compuestos inorgánicos formarán moléculas pequeñas (excluyendo compuestos organometálicos o complejos que se incluyen pero requieren componentes orgánicos) que son diatómicos (como ocurre con los gases) o forman una red cristalina repetitiva (como ocurre con prácticamente todos los metales). Esto ofrece poco margen para la complejidad en términos de su química, de ahí la convención para dividir los orgánicos de los inorgánicos.