В органических соединениях углерод всегда четырёхвалентен. Атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя длинные цепи и замкнутые кольца.
При этом между атомами углерода возникают прочные ковалентные связи. Если мы представим себе цепочку или кольцо (цикл) из атомов углерода, где каждая углерод−углеродная связь одинарная, т.е. представлена одной общей электронной парой, у каждого атома углерода останутся свободные валентности. Эти свободные валентности могут быть заняты атомами водорода.
Между атомами углерода в молекулах углеводородов могут возникать одинарные, двойные и тройные связи, которые в структурных формулах изображают, соответственно, одним, двумя или тремя валентными штрихами.