Поскольку углерод имеет четыре валентных электрона, а водород — один, простейший углеводород есть метан, или болотный газ — CH4.

В зависимости от кратности углерод-углеродных связей, углеводороды подразделяют на алканы, алкены, алкины. Отдельным классом выделяют ароматические углеводороды. В зависимости от топологии строения углеродного скелета — на линейные (ациклические), разветвлённые, карбоциклические углеводороды.