Οι υδρογονάνθρακες είναι ενώσεις άνθρακα και υδρογόνου μόνο και μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: αλειφατικούς υδρογονάνθρακες και αρωματικούς υδρογονάνθρακες. Τα τελευταία διαθέτουν πολλαπλούς δεσμούς συν ένα ειδικό είδος σταθεροποίησης που ονομάζεται αρωματικότητα, το οποίο τροποποιεί τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν χημικά. Το τολουόλιο και το ξυλόλιο είναι αρωματικοί υδρογονάνθρακες, παράγωγα του βενζολίου, με τον χημικό του τύπο C6H6. Τα σκελετικά άτομα άνθρακα σε βενζόλιο σχηματίζουν κάτι που μοιάζει με τροχό λούνα παρκ, με τα έξι άτομα υδρογόνου να αντιστοιχούν στα αυτοκίνητα. Το βενζόλιο μετατρέπεται σε τολουόλιο και ξυλόλιο μέσω υποκατάστασης ατόμων υδρογόνου από μεθυλομάδες (CH3-).
Το τολουόλιο και το ξυλόλιο διαφέρουν ως προς τον βαθμό υποκατάστασης του μεθυλίου. Μόνο ένα άτομο υδρογόνου αντικαθίσταται από ένα μεθύλιο σε τολουόλιο, το οποίο έχει τον χημικό τύπο C6H5CH3. Αν και υπάρχουν έξι άτομα άνθρακα σε έναν δακτύλιο βενζολίου, είναι όλα ίσα χημικά, όπως υποδηλώνει η συμμετρία. Για το λόγο αυτό, δεν έχει σημασία σε ποιον άνθρακα προσκολλάται η ομάδα μεθυλίου, καθώς το αποτέλεσμα είναι το ίδιο σε κάθε περίπτωση. Δεν χρειάζεται να αριθμηθούν τα άτομα άνθρακα του δακτυλίου του τολουολίου, καθώς κάθε μόριο τολουολίου είναι πανομοιότυπο, γεγονός που απλοποιεί την επεξεργασία, καθώς δεν υπάρχουν ισομερή για διαχωρισμό.
Το ξυλόλιο είναι δι-υποκατεστημένο βενζόλιο, που έχει δύο μεθυλομάδες που αντικαθιστούν δύο άτομα υδρογόνου. Στην πραγματικότητα υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι ή ισομερή ξυλολίου. Τα άτομα στο τμήμα δακτυλίου βενζολίου της δομής επισημαίνονται ως ένα έως έξι. Ξεκινώντας με τον άνθρακα του κορυφαίου δακτυλίου και πηγαίνοντας δεξιόστροφα, οι τρεις ποικιλίες είναι το ορθο-ξυλένιο ή το 1, 2-διμεθυλοβενζόλιο. μετα-ξυλένιο ή 1-διμεθυλβενζόλιο. και παρα-ξυλένιο ή 3-διμεθυλβενζόλιο. Το τμήμα δακτυλίου βενζολίου κάθε δομής γράφεται C1,4H6.
Το βενζόλιο έχει εξαιρετικές ιδιότητες διαλύτη για πολλές εφαρμογές. Δυστυχώς, το βενζόλιο βλάπτει την ικανότητα του σώματος να καταπολεμά τις λοιμώξεις και έχει συνδεθεί στενά με την ανάπτυξη λευχαιμίας στους εργαζόμενους. Το τολουόλιο και το ξυλόλιο είναι ιδιαίτερα σημαντικά ως διαλύτες αντικατάστασης του βενζολίου. Αυτές οι ουσίες δεν χρησιμοποιούνται μόνο ως διαλύτες. Όπως δείχνουν τα γνωστά γράμματα «TNT», το τολουόλιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή του ισχυρού εκρηκτικού, τρινιτροτολουολίου. Ένα άλλο χρήσιμο παράγωγο τολουολίου παράγεται με απλή οξείδωση της μεθυλικής του ομάδας, με αποτέλεσμα το βενζοϊκό οξύ, ένα εμπορικά σημαντικό συντηρητικό.
Τα ξυλόλια μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί, ως «ξυλόλη» ή «μικτά ξυλόλια» ή μπορούν να χρησιμοποιηθούν μεμονωμένα. Όπως και στην περίπτωση του βενζολίου και του τολουολίου, τα ξυλόλια χρησιμοποιούνται ως διαλύτες. Στη σύνθεση, τα ορθο- και παρα-ισομερή του ξυλολίου μπορεί να έχουν τις μεθυλ πλευρικές αλυσίδες τους να οξειδωθούν για να σχηματίσουν τα σημαντικά δικαρβοξυλικά οξέα, το τερεφθαλικό οξύ και το ορθοφθαλικό οξύ. Τα φθαλικά οξέα χρησιμοποιούνται στην κατασκευή πολυεστέρων, αλκυδικών ρητινών και πλαστικοποιητών. Χρησιμοποιούνται επίσης στην κατασκευή ειδικών χημικών όπως η ανθρακινόνη και η φαινολοφθαλεΐνη.