Вуглеводні утворюють гомологічні ряди. У природі вуглеводні зустрічаються в рідкому, твердому і газоподібному стані. У розсіяному вигляді присутні в атмосфері, воді, твердих породах (кероген), в концентрованому — у покладах вугілля, нафти, газу, газогідратів.
Залежно від будови розрізняють ациклічні вуглеводні, в молекулах яких атоми утворюють лінійні або розгалужені ланцюги, та ізоциклічні (карбоциклічні), молекули яких являють собою цикли (кільця) трьох і більше атомів С.
Ациклічні вуглеводні поділяються на насичені (аліфатичні), що мають тільки прості зв'язки (метан і його гомологи), і ненасичені, в молекулах яких є кратні зв'язки — подвійні і потрійні. Наявність кратних зв'язків зумовлює здатність цих вуглеводнів до реакцій приєднання і полімеризації. Насичені вуглеводні метанового ряду (алкани, парафіни) є основною складовою частиною нафти і природного газу.
Циклічні вуглеводні теж поділяють на дві підгрупи: на циклопарафіни і ароматичні вуглеводні. Останні відзначаються наявністю в молекулах так званого бензольного кільця, або ядра, яке складається з шести атомів вуглецю, зв'язаних між собою в перемішку одинарними і подвійними зв'язками. Ароматичні поліциклічні структури властиві гумусовим відмінам і їх кількість зростає по мірі метаморфізму, з наближенням структури органічної речовини до структури графіту (так званою графітизацією). Завжди присутні в нафтах, але рідко переважають в їх складі над іншими вуглеводнями.
