Tidak ada batasan mutlak antara senyawa organik dan anorganik. Alasan mengapa kimia organik menjadi disiplin ilmu kimia yang independen adalah karena senyawa organik memang memiliki hubungan dan sifat intrinsiknya.
Unsur karbon dalam tabel periodik umumnya mencapai konfigurasi elektronik yang stabil (yaitu membentuk ikatan kovalen) dengan berbagi elektron terluar dengan atom unsur lain. Cara ikatan kovalen ini terikat menentukan sifat-sifat senyawa organik. Sebagian besar senyawa organik terdiri dari karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, dan beberapa juga mengandung halogen dan unsur-unsur seperti belerang, fosfor, dan nitrogen. Oleh karena itu, sebagian besar senyawa organik memiliki sifat seperti titik leleh rendah, mudah terbakar, dan larut dalam pelarut organik, yang sangat berbeda dengan sifat senyawa anorganik.
Dalam molekul senyawa organik yang mengandung banyak atom karbon, atom karbon bergabung satu sama lain untuk membentuk tulang punggung molekul tempat atom unsur lain terikat. Tidak ada unsur lain dalam tabel periodik yang dapat mengikat satu sama lain sekuat karbon. Ada banyak bentuk kerangka molekul yang terbentuk dari atom karbon, antara lain lurus, bercabang, siklik, dll.
Pada tahap awal perkembangan kimia organik, bahan baku utama industri kimia organik adalah tubuh hewan dan tumbuhan, dan kimia organik terutama mempelajari pemisahan senyawa organik dari tubuh hewan dan tumbuhan.
Sejak pertengahan abad ke-19 hingga awal abad ke-20, industri kimia organik berangsur-angsur beralih ke tar batubara sebagai bahan baku utama. Penemuan pewarna sintetik telah mendorong berkembangnya industri pewarna dan farmasi, serta mendorong studi tentang senyawa aromatik dan senyawa heterosiklik. Setelah tahun 30-an, sintesis organik menggunakan etilen sebagai bahan bakunya muncul. Sekitar tahun 40-an, bahan baku industri kimia organik berangsur-angsur berubah menjadi minyak dan gas alam, dan industri karet sintetis, plastik sintetis, dan serat sintetis pun berkembang. Ketika sumber daya minyak hampir habis, industri kimia organik yang menggunakan batu bara sebagai bahan bakunya pasti akan berkembang kembali. Tentu saja, hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme alami masih menjadi subjek penelitian yang penting.
Untuk merangkum objek penelitian kimia organik dalam kalimat yang paling ringkas adalah "cara membentuk ikatan karbon-karbon". Kimia organik adalah kimia karbon, dan kandungan kimia organik, terus terang, adalah studi tentang bagaimana membangun sebuah bangunan (atau bangunan kecil) dari atom karbon. Karena molekul organik yang berguna bagi manusia umumnya berukuran besar dan kompleks, dan bahan mentah yang dapat dibuang dan diperoleh dengan mudah seringkali berukuran kecil dan sederhana.