Uma molécula orgânica é normalmente um composto que contém átomos de carbono ligados em cadeias ou anéis. Moléculas orgânicas são encontradas em sistemas vivos e também podem conter nitrogênio, enxofre, oxigênio e hidrogênio ligados ao átomos de carbono.
As moléculas orgânicas podem existir em qualquer um dos três estados da matéria. Por exemplo, uma das moléculas orgânicas mais simples, o metano, existe principalmente como um gás. Vários óleos de cozinha, como o azeite de oliva, são cadeias de moléculas orgânicas na forma líquida, assim como vários álcoois, como o etanol. No corpo humano, os aminoácidos que fazem as proteínas são sólidos orgânicos.