Pel que fa a la seva composició, els hidrocarburs són els compostos orgànics més senzills. Estan constituïts només per carboni i hidrogen (CxHy).
Per al seu estudi es poden classificar atenent a dos criteris:

1. Segons el tipus d'enllaç podem parlar d'hidrocarburs saturats o hidrocarburs insaturats.

   Hidrocarburs saturats: alcans
   Són hidrocarburs en els quals tots els enllaços carboni-carboni són senzills:

   
   hexà

   Cada carboni té quatre valències amb les quals es pot enllaçar a altres àtoms de carboni o a àtoms d'hidrogen. La geometria d'aquests àtoms de carboni és tetraèdrica, amb les quatre valències dirigides cap als vèrtexs d'un hipotètic tetraedre en el centre del qual es troba el carboni. Els angles entre dues valències són de 109º:

   

   Així doncs, malgrat que sovint utilitzem fórmules planes per a la seva representació, la seva forma real és la que s'observa en el model:

   
   hexà                                     

   Hidrocarburs insaturats: alquens i alquins
   Són hidrocarburs que presenten un o més enllaços múltiples entre àtoms de carboni dobles en el cas dels alquens i triples en el cas dels alquins:

   
   1,3-pentadiè                       3-hexí             

   La geometria dels carbonis amb doble enllaç és plana amb angles de 120º; la dels carbonis amb triple enllaç és lineal (angles de 180º):

   

             
        1,3-pentadiè                             3-hexí     

2. Segons l'estructura de la cadena de carbonis podem considerar els hidrocarburs com a lineals, ramificats o cíclics.

Hidrocarburs lineals:

octà                                                              

Hidrocarburs ramificats:

2-metilhexà                                 

Hidrocarburs cíclics:

cicloctà