Medan vissa organiska molekyler också innehåller andra element som väte, syre, kväve, fosfor, svavel och halogener, är kol det definierande elementet som gör en molekyl organisk .

Anledningen till detta är att kolens förmåga att bilda fyra kovalenta bindningar med andra atomer gör det möjligt att skapa ett brett utbud av komplexa och olika molekyler med unika egenskaper. Denna mångfald är grunden för den stora utbudet av organiska föreningar som finns i levande organismer och i världen omkring oss.