Oglekļa atomi var veidot arī slēgtas oglekļa atomu virknes jeb ciklus, piemēram:
Šādus savienojumus sauc par cikliskiem savienojumiem. Arī cikliskajos savienojumos pie oglekļa atomu brīvajām saitēm var pievienoties ūdeņraža atomi vai atomu grupas.
Organisko savienojumu daudzveidības pamatā ir arī tas, ka to molekulās starp oglekļa atomiem var būt ne tikai vienkāršā saite, bet arī divkāršā vai trīskāršā saite.
 |  |  |
Vienkārša saite | Divkārša saite | Trīskārša saite |
Piemēram, vienkāršā saite starp oglekļa atomiem ir etāna, propāna un butāna molekulā:
 etāns |
 propāns |
 butāns |
Ķīmiskās formulas, kurās ir attēlots atomu sakārtojums molekulās, parādot saites starp atomiem, sauc par struktūrformulām.
Lielāko daļu organisko vielu klašu var definēt kā ogļūdeņražus, kam viens vai vairāki ūdeņraža atomi aizvietoti ar attiecīgu funkcionālo grupu. Tas attiecas arī uz nepiesātinātajiem ogļūdeņražiem (funkcionālā grupa - dubultsaite). Šāda klasifikācija mazāk efektīvi apraksta aromātisko savienojumus un it īpaši - heterociklus. Tomēr arī tur par sākotnējo ogļūdeņradi var paņemt attiecīgo aromātisko ciklu vai heterociklu un klasificēt pēc tā aizvietotājiem, taču šādu vielu īpašības parasti būtiski atšķiras no līdzīgu alifātisko savienojumu īpašībām.