תרכובת המכילה פחמן (חוץ מהגז פחמן דו-חמצני CO₂ ומלחי החומצה הפחמתית, כגון Na₂CO₃), ובדרך כלל גם מימן. יש תרכובות אורגניות המכילות יסודות נוספים, כגון חנקן וחמצן. בעבר הוגדרו כמולקולות אורגניות מולקולות שנמצאות באורגניזמים חיים. מאז התרחבה ההגדרה, והיא כוללת גם חומרים דומים שניתן להפיק באופן סינתטי, כדוגמת חלבונים סינתטיים.