Tidak ada batasan mutlak antara senyawa organik dan anorganik. Alasan mengapa kimia organik telah menjadi disiplin ilmu kimia yang independen adalah karena senyawa organik 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 tersusun dari karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, dan beberapa juga mengandung halogen dan unsur-unsur seperti sulfur, fosfor, dan nitrogen. Oleh karena itu, sebagian besar senyawa organik memiliki sifat-sifat seperti titik leleh rendah, mudah terbakar, dan larut dalam pelarut organik, yang sangat berbeda dari sifat-sifat senyawa anorganik.
Dalam molekul senyawa organik yang mengandung beberapa atom karbon, atom-atom karbon saling berikatan untuk membentuk kerangka molekuler tempat atom-atom unsur lain terikat. Tidak ada unsur lain dalam tabel periodik yang dapat berikatan satu sama lain sekuat karbon. Ada banyak bentuk kerangka molekuler yang terbentuk dari atom-atom karbon, termasuk lurus, bercabang, siklik, dan lain-lain.
Pada tahap awal pengembangan 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.
Dari pertengahan abad ke-19 hingga awal abad ke-20, industri kimia organik berangsur-angsur berubah ke tar batubara sebagai bahan baku utama. Penemuan pewarna sintetis telah menyebabkan berkembangnya industri pewarna dan farmasi, dan telah mendorong studi senyawa aromatik dan senyawa heterosiklik. Setelah tahun 30-an, sintesis organik menggunakan etilena sebagai bahan baku 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 dikembangkan. Karena sumber daya minyak akan segera habis, industri kimia organik yang menggunakan batubara sebagai bahan baku pasti akan berkembang lagi. Tentu saja, hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme alami masih menjadi subjek penelitian yang penting.
Jika diringkas dalam kalimat yang paling ringkas, objek penelitian kimia organik adalah "bagaimana membentuk ikatan karbon-karbon". Kimia organik adalah kimia karbon, dan isi kimia organik, secara gamblang, adalah studi tentang bagaimana membangun sebuah bangunan (atau bangunan kecil) dari atom karbon. Karena molekul organik yang berguna bagi manusia umumnya besar dan kompleks, dan bahan baku yang dapat dibuang dan diperoleh dengan mudah oleh manusia seringkali kecil dan sederhana.