Det finns miljontals olika ämnen i världen eftersom dessa grundämnen kan kombineras på ett stort antal sätt för att bilda föreningar. Till exempel kan kol, väte och syre kombineras för att bilda en mängd olika föreningar, inklusive vatten, koldioxid och socker. Dessa föreningar kan i sin tur kombineras med andra ämnen för att bilda ännu mer komplexa ämnen.

Dessutom kan många grundämnen existera i olika former som kallas allotroper. Till exempel kan kol existera som grafit, diamant och fulleren. Dessa allotroper har olika fysikaliska och kemiska egenskaper, vilket kan leda till ännu mer mångfald i de ämnen som kan bildas.

Slutligen kan interaktionerna mellan molekyler och atomer också leda till bildning av nya ämnen. Till exempel, när vattenmolekyler interagerar med koldioxid, kan de bilda kolsyra. Denna reaktion är ansvarig för bubblorna i kolsyrade drycker.