Οι ομόλογες σειρές αναφέρονται σε οργανικά μόρια ή ενώσεις που έχουν παρόμοιο μοριακό τύπο, γεγονός που κάνει τις ενώσεις να έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Καθώς το μοριακό μέγεθος της ένωσης αυξάνεται εντός της ομόλογης σειράς, οι φυσικές ιδιότητες παρουσιάζουν επίσης μια σταδιακή αλλαγή. Η κύρια διαφορά μεταξύ των ενώσεων σε τέτοιες σειρές είναι η προσθήκη μιας επιπλέον ομάδας άνθρακα και διυδρογόνου, CH2.
Πολλοί διαφορετικοί τύποι ενώσεων έχουν ομόλογες σειρές. Οι πιο κοινές σειρές περιλαμβάνουν αλκάνια, αιθέρες και αλκοόλες. Άλλες ομόλογες σειρές περιλαμβάνουν αλκένια ή ολεφίνες και αλκίνια και καρβοξυλικά οξέα. Τα αλκάνια είναι ενώσεις που περιέχουν μόνο άνθρακα και υδρογόνο συνδεδεμένα με απλούς δεσμούς. Οι αιθέρες είναι ενώσεις που έχουν μια αιθερική λειτουργική ομάδα, που αποτελείται από ένα οξυγόνο συνδεδεμένο είτε με δύο αλκάνια είτε με δύο αρυλικές ενώσεις, που απεικονίζονται ως RO-R’. Τα R και R’ αναφέρονται στις διαφορετικές ενώσεις αλκανίου ή αρυλίου.
Οι αλκοόλες περιέχουν μια λειτουργική ομάδα που αποτελείται από ένα οξυγόνο συνδεδεμένο με ένα υδρογόνο (-OH), και τα αλκένια έχουν μια λειτουργική ομάδα άνθρακα διπλού δεσμού με έναν άλλο άνθρακα (C=C). Τα αλκίνια είναι παρόμοια με τα αλκένια, αν και η λειτουργική ομάδα αποτελείται από ένα μόριο άνθρακα με τριπλό δεσμό με ένα άλλο μόριο άνθρακα. Τα καρβοξυλικά οξέα είναι οξέα που περιέχουν τουλάχιστον μία καρβοξυλική ομάδα (-COOH).
Οι ενώσεις της σειράς θα ποικίλλουν κατά μονάδα CH2 και ορισμένη μοριακή μάζα. Η σειρά των αλκανίων ξεκινά με το μεθάνιο, με μοριακό τύπο CH4 και μάζα 16.04. Η επόμενη ένωση είναι το αιθάνιο, με τύπο C2H6 και μάζα 30.07. Ακολουθεί βουτάνιο, τύπος C4H10 και μάζα 58.12, και πεντάνιο, τύπος C5H12 και μάζα 72.15. Όπως φαίνεται, το αιθάνιο περιέχει έναν περισσότερο άνθρακα και δύο περισσότερο υδρογόνο από το μεθάνιο και έχει μάζα 14 μεγαλύτερη από το μεθάνιο. Το ίδιο συμβαίνει μεταξύ αιθανίου και βουτανίου, και βουτανίου και πεντανίου.
Οι φυσικές ιδιότητες αυτών των ενώσεων αλλάζουν επίσης σταδιακά καθώς τα μόρια μεγαλώνουν. Τυπικά, καθώς αυξάνεται το μήκος της ανθρακικής αλυσίδας, η ικανότητα της ένωσης να διαλύεται στο νερό μειώνεται, αν και αυτό εξαρτάται επίσης από τη χημική φύση της λειτουργικής ομάδας, καθώς ορισμένες λειτουργικές ομάδες είναι πιο διαλυτές στο νερό από άλλες. Καθώς οι αλυσίδες άνθρακα εντός της ομόλογης σειράς γίνονται μεγαλύτερες, το σημείο βρασμού της ένωσης αλλάζει. Ενώ αυξάνεται σε πολλές περιπτώσεις, εάν η ανθρακική αλυσίδα αρχίσει να διακλαδίζεται, το σημείο βρασμού θα αρχίσει να μειώνεται. Αυτή είναι μόνο μία από τις εξαιρέσεις που βρίσκονται στις φυσικές αλλαγές.