За хімічною будовою поділяють на ациклічні і циклічні.
Ациклічні — це вуглеводні з відкритим ланцюгом атомів (аліфатичні, або сполуки жирного ряду). В свою чергу вони поділяються на насичені і ненасичені. Насичені — це вуглеводні із загальною формулою СпН2n+2 (парафіни, або алкани). Атоми вуглецю в цих сполуках пов'язані між собою і з атомами водню простими (одинарними) зв'язками: С-С і С-Н. Ненасичені — це вуглеводні із загальною формулою СпН2n (олефіни); СпН2n-2 (ацетиленові або дієнові), СпН2n-4, СпН2n-6 і т. д. Олефінові вуглеводні містять подвійний (олефіновий) зв'язок С=С, ацетиленові — потрійний зв'язок С ≡ С, дієнові — два подвійних зв'язки.
Циклічні — це сполуки із замкненим (кільцевим, або циклічним) ланцюгом атомів. Вони поділяються на ізоциклічні і гетероциклічні. Ізоциклічні — це вуглеводні із замкненим ланцюгом атомів вуглецю. До них належать:
· аліциклічні, або поліметиленові (циклопарафіни і їх похідні);
· ароматичні сполуки (бензол, нафталін і їх похідні). В циклічну систему гетероциклічних сполук, крім атомів вуглецю, входять атоми інших елементів (наприклад, кисню, азоту, сірки).
Вуглеводні СnН2n+2, СnН2n, СnН2n-2 і т. д. утворюють гомологічні ряди, в яких кожний подальший член ряду відрізняється від попереднього на групу СН2 (гомологічна різниця). При заміщенні в гомологічних рядах вуглеводнів одного або декількох атомів водню функціональними групами: Х (будь-який галоген), ОН, NH2, NO2, СООН і т. д. відповідно утворюються гомологічні ряди галогенопохідних RX, спиртів ROH, амінів RNH2, нітросполук RNO2, кислот RCOOH і т. д., де R - замісник (СnН2n+2, СnН2n, СnН2n-2 і т. д.).
До найважливіших класів похідних вуглеводнів належать: галогенопохідні, спирти, ефіри, альдегіди та кетони, органічні кислоти, сірчисті сполуки (тіоспирти, тіоефіри, сульфокислоти), аміни та їх аналоги — фосфіни, арсини, стибіни, бісмутини, металоорганічні сполуки.
