Ένας υδρογονάνθρακας είναι ένα μόριο που αποτελείται μόνο από άτομα υδρογόνου και άνθρακα. Αυτά τα μόρια αποτελούν παραδοσιακά κύριο επίκεντρο της μελέτης στην οργανική χημεία, τον κλάδο της χημείας που επικεντρώνεται σε χημικές ενώσεις που περιλαμβάνουν άνθρακα. Μπορούν να περιγραφούν ως αγνοί ή ακάθαρτοι. Ένας καθαρός υδρογονάνθρακας αποτελείται πραγματικά μόνο από άτομα άνθρακα και υδρογόνου, ενώ ένας ακάθαρτος περιέχει άτομα άνθρακα και υδρογόνου συνδεδεμένα με άλλα άτομα, όπως άζωτο ή θείο.
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μορφές υδρογονανθράκων, με βάση τον αριθμό και τη διάταξη των ατόμων. Μερικά μόρια είναι απλώς μακριές αλυσίδες άνθρακα και υδρογόνου που μπορεί να περιέχουν εκατοντάδες άτομα, ενώ άλλα είναι διατεταγμένα σε περίτεχνους δακτυλίους και άλλα σχήματα. Ακόμη και οι δεσμοί μεταξύ μεμονωμένων ατόμων σε οργανικά μόρια μπορεί να είναι διαφορετικοί μεταξύ τους και πολλά από τα άτομα ενώνονται μεταξύ τους με πολλαπλούς δεσμούς. Ορισμένα οργανικά μόρια, όπως τα λιπαρά οξέα, ταξινομούνται ως κορεσμένα ή ακόρεστα, με βάση τον αριθμό των δεσμών μεταξύ των ατόμων.
Ενώ υπάρχουν πολλές διαφορετικές χρήσεις για τέτοια μόρια, τα καύσιμα είναι μακράν τα πιο διαδεδομένα. Οι δεσμοί σε πολλούς υδρογονάνθρακες περιέχουν σημαντική ποσότητα ενέργειας που μπορεί να απελευθερωθεί όταν καίγονται. Τα ορυκτά καύσιμα αποτελούνται από αποσυντιθέμενη οργανική ύλη, η οποία αποτελείται σε μεγάλο βαθμό από μόρια που αποτελούνται από υδρογόνο και άνθρακα. Δυστυχώς, τα ορυκτά καύσιμα, όπως ο άνθρακας, θεωρούνται μη ανανεώσιμοι πόροι, καθώς η οργανική ύλη μπορεί να πάρει εκατομμύρια χρόνια για να αποσυντεθεί. Η καύση τέτοιων καυσίμων απελευθερώνει επίσης αέρια στην ατμόσφαιρα που μπορεί να είναι επιβλαβή για το περιβάλλον και τον άνθρωπο.
Τα ορυκτά καύσιμα υδρογονανθράκων διατίθενται σε δύο κύριες μορφές: υγρά καύσιμα, γνωστά ως πετρέλαιο ή ορυκτέλαιο, και αέρια ορυκτά καύσιμα, γνωστά ως φυσικό αέριο. Ο άνθρακας είναι στερεό ορυκτό καύσιμο. Όλα είναι πολύ σημαντικά λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε ενέργεια, αλλά κανένα δεν είναι ανανεώσιμο καθώς όλα σχηματίζονται μέσω αποσύνθεσης. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες αναζητούν πάντα εναλλακτικές λύσεις στην ενέργεια από ορυκτά καύσιμα, όπως η αιολική ή η ηλιακή ενέργεια.
Ο αριθμός των ατόμων και των δεσμών που περιλαμβάνονται σε έναν δεδομένο υδρογονάνθρακα συνήθως σχετίζεται στενά με τη χρήση του. Αυτά με λίγα άτομα και δεσμούς σπάνια χρησιμοποιούνται για περισσότερα από απλά καύσιμα θέρμανσης ή μαγειρέματος, ενώ μεγαλύτερα μόρια χρησιμοποιούνται για καύσιμα ντίζελ και ακόμη και καύσιμα αεριωθουμένων. Μερικά από αυτά τα μόρια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως λιπαντικά, αν και έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τα καύσιμα.