Метан має такі хімічні властивості. Він горить, утворюючи вуглекислий газ і воду.

CH₄ + 2O₂  → CO₂ + 2H₂O.

Горіння метану супроводжується виділенням великої кількості теплоти. У разі нестачі кисню метан окиснюється не повністю. І тоді замість карбон(IV) оксиду CO₂ утворюється карбон(II) оксид CO, відомий як чадний газ.

Сполуки, які подібні за будовою та хімічними властивостями, але відрізняються одна від одної за складом молекул на одну або кілька груп CH₂ , називаються гомологами. Група CH₂ називається гомологічною різницею. Гомологи утворюють гомологічний ряд, першим членом якого є найпростіша речовина, у даному разі це метан.

Речовини гомологічного ряду метану ще називають насиченими вуглеводнями, парафінами або алканами. Насиченими називаються вуглеводні, у молекулах яких атоми карбону сполучені між собою простим (одинарним, сигма-) зв’язком, а всі інші валентності насичені атомами Гідрогену.

За хімічними властивостями насичені вуглеводні дуже схожі на метан. Вони горять, утворюючи CO₂ і воду. Розкладаються при нагріванні.

При цьому за різних температур відбувається реакція повного розкладу на прості речовини вуглець і водень або неповного розкладу (дегідрування). Насичені вуглеводи не знебарвлюють розчин калій перманганату, бромну воду, не окиснюються розчинами кислот і лугів, не вступають у реакції приєднання.

Ізомерами називаються органічні речовини, які мають однаковий якісний і кількісний склад молекул, але різну будову, і тому різні фізичні та хімічні властивості.

Наприклад, склад етилового спиту і диметилового ефіру виражається однією емпіричною формулою C₂H₆O, але властивості їх різні: етиловий спирт - це рідина з температурою кипіння 78 °С, а диметиловий ефір - газ, що зріджується при температури мінус 24 °С.

Залежність властивостей речовин від їх хімічної будови яскраво ілюструється на прикладі ізомерів. Цей взаємозв’язок пояснює теорія хімічної будови органічних сполук, автором якої є видатний російський учений Олександр Михайлович Бутлеров. Основні положення теорії Бутлеров сформулював у 1861 р.

Теорія стверджує, що атоми у молекулі сполучаються не будь-як, а в певній послідовності відповідно до їх валентності. Така послідовність сполучення атомів називається хімічною будовою, а відображається вона структурною формулою.

Ненасиченими називають вуглеводні, у молекулах яких є атоми Карбону, сполучені між собою подвійним чи потрійним зв’язками. Ненасиченими їх називають ще й тому, що їхні молекули мають менше атомів Гідрогену, ніж насичені.

Етилен - це безбарвний газ із дуже слабким солодкуватим запахом, трохи легший за повітря, малорозчинний у воді.

Ацетилен - безбарвний газ, без запаху, теж легший за повітря і малорозчинний у воді. Як і інші вуглеводні етилен і ацетилен горять на повітрі, утворюючи карбон(IV) оксид CO₂ і воду. Ацетилен при цьому горить більш яскравим полум’ям, з виділенням копоті. Це пояснюється тим, що в молекулі ацетилену масова частка Карбону більша, ніж у молекулі етилену.

Етилен застосовують для добування етилового спирту, поліетилену. Він прискорює дозрівання плодів, коли вводяться невеликі його кількості в повітря теплиць.

Продукт приєднання хлору до етилену, 1,2-дихлоретан є розчинником і засобом знищення шкідників сільськогосподарських культур. А продукт приєднання хлороводню - хлор етан - є анестезійною речовиною.

Полімеризація - це послідовне сполучення однакових молекул низькомолекулярної речовини з утворенням високомолекулярної речовини.

Вихідну речовину, що вступила в реакцію полімеризації, називають мономером. Продукт реакції полімеризації називається полімером. У структурі полімеру можна визначити групи атомів, що неодноразово повторюються по всій довжині ланцюга. Такі угрупування називаються мономерними ланками. Число п, що показує, скільки молекул мономера сполучається, утворюючи полімер, називається ступенем полімеризації.

Ароматичними називаються вуглеводні, у молекулах яких міститься одне або кілька бензольних кілець.

Найпростішим представником ароматичних вуглеводнів є бензол (або бензен) C₆H₆. Будову молекули бензолу вперше запропонував німецький хімік Кекуле у 1865 році.  Атоми Карбону у молекулі бензолу утворюють правильний плоский шестикутник.