Die chemische Struktur gibt den Aufbau auf molekularer Ebene eines einheitlichen (homogenen) Stoffes wieder. Es werden verschiedene chemische Formeln unterschieden:

• Verhältnisformel: Sie gibt lediglich das Verhältnis wieder, in denen die einzelnen chemischen Elemente in einer chemischen Verbindung enthalten sind. Dabei werden ganzzahlige Verhältniszahlen verwendet, sofern möglich. Ein Beispiel ist C₁H₁.

• Summenformel: Sie gibt das genaue Verhältnis wieder, in dem die chemischen Elemente in einer Verbindung enthalten sind. Hierbei wird nicht nur das reine Verhältnis, sondern die tatsächliche Häufigkeit der Atome verschiedener Elemente im Molekül angegeben.

Als Beispiel kann hier dienen: C₆H₆ (Die Verhältnisformel wäre: C₁H₁!).

• Strukturformel: Die Strukturformel gibt neben der Anzahl der verschiedenen Atome in einem Molekül auch deren Anordnung zueinander wieder, d.h. macht Angaben, welche Atome über was für Bindungen miteinander verknüpft sind.

{| cellspacing="5" | | width="10" | || Die Buchstaben stehen für einzelne Atome. Ein Strich entspricht einem Elektronenpaar, das in einer Elektronenwolke/Orbital vorliegt und die Bindung zwischen den Atomen ausmacht. Zwei parallele Striche bedeuten entsprechend eine doppelte Bindung. |}

Weiterhin versteht man unter der chemischen Struktur auch die Lage der Atome im Raum, wie sie beispielsweise aus der Röntgenstrukturanalyse erhalten werden.