A principal diferença entre matéria orgânica e inorgânica é que os compostos orgânicos contêm ligações de carbono e carbono-hidrogênio, enquanto a maioria dos compostos inorgânicos não contém carbono. Os compostos orgânicos são produzidos por e estão associados a organismos vivos. Os compostos inorgânicos são criados por processos naturais não vivos ou intervenção humana.
Outra diferença entre os compostos orgânicos e inorgânicos é que a matéria orgânica queima, mas a matéria inorgânica não queima. A matéria orgânica é encontrada em organismos vivos ou outrora vivos, portanto, é de natureza biológica. A matéria inorgânica é geralmente obtida de matéria não viva, portanto, é de natureza mineral. Os compostos inorgânicos são menos complexos do que os compostos orgânicos. A presença de carbono evita que compostos orgânicos formem sais. Os compostos inorgânicos podem formar sais e são facilmente solúveis em água.
A matéria orgânica tem uma taxa de reação mais lenta do que a matéria inorgânica. A taxa de reação mais lenta permite a formação de produtos mais complexos durante a reação. Quando submersos em uma solução aquosa, os compostos inorgânicos são melhores condutores de calor e eletricidade do que os compostos orgânicos. A matéria orgânica tem pontos de fusão e ebulição mais baixos do que a matéria inorgânica. Principalmente as ligações iônicas são formadas na matéria inorgânica, enquanto as ligações covalentes estão presentes na matéria orgânica. Gasolina, uréia, metano e fertilizantes são exemplos comuns de matéria orgânica. Água pura, ar, minerais e metais são alguns exemplos de matéria inorgânica.