Kjemiske sammensetninger har en unik og definert kjemisk struktur; de består av et bestemt antall atomer som er holdt sammen i en definert romlig anordning av kjemiske forbindelser. Kjemiske bindinger kan være molekylære forbindelser holdt sammen av kovalent binding, salter holdes sammen av ioniske sammensetninger, intermetallisk forbindelser holdes sammen av metalliske sammensetninger, eller komplekser holdt sammen av sideordnede kovalente forbindelser. Grunnstoffer er ikke betraktet som kjemiske forbindelser, selv om de består av molekyler som kan inneholde flerfoldige atomer av et enkelt element (eksempelvis H2, S8, etc), noe som er kalt for diatomiske molekyler eller fleratomige molekyler.