Una molecola organica è tipicamente un composto che contiene atomi di carbonio legati insieme in catene o anelli. Le molecole organiche si trovano nei sistemi viventi e possono contenere anche azoto, zolfo, ossigeno e idrogeno legati atomi di carbonio.
Le molecole organiche possono esistere in uno qualsiasi dei tre stati della materia. Ad esempio, una delle molecole organiche più semplici, il metano, esiste principalmente come gas. Diversi oli da cucina, come l'olio d'oliva, sono catene di molecole organiche in forma liquida, come lo sono diversi alcoli, come l'etanolo. Nel corpo umano, gli amminoacidi che producono proteine sono solidi organici.
