Obstaja ogromno število možnih kemikalij. Ocene se gibljejo od 1018 do 10200. Za primerjavo je število zrn peska na Zemlji približno 7.5 x 1018, število delcev v vesolju je med 1072 in 1087. Jasno je, da če je kemikalij res več od tega, potem ne vsak celo fizično obstaja v vesolju. Daleč najbolj razširjena spojina v vesolju je dvoatomski vodik (H2).
Od 117 znanih elementov jih le 94 najdemo v naravi, od tega je sedem žlahtnih plinov, ki tvorijo spojine le v zelo nenavadnih pogojih, na primer, ko so izpostavljeni bombardiranju z elektroni. Tako ostane še 87 elementov, ki tvorijo kemične spojine, večina pa jih ne tvori veliko, niti jih ni v velikem številu.
Najpogostejši elementi v vesolju so vodik (74 %), helij (24 %), kisik (10 %), ogljik (0.46 %), neon (0.13 %), železo (0.1 %) in dušik (0.1 %). . Helij in neon sta žlahtna plina in se z ničemer ne vežeta. Železo je večinoma zaprto v železovem oksidu (rji). Ostale – ogljik, vodik, kisik in dušik – poznamo pod kratico CHON in skupaj s fosforjem in žveplom predstavljajo 99 % vseh živih organizmov in več kot 99 % vseh kemičnih spojin. Te se imenujejo biološke spojine.
Biološke spojine se lahko tvorijo v dolge verige na načine, kot jih anorganske spojine ne morejo. Te spojine so lahko dolge milijarde atomov, v primeru biopolimerov, kot je DNK. Te molekule imajo lahko majhne razlike v le nekaj atomih, kot je genetski material enojajčnih dvojčkov, ki imajo rahle mutacije zaradi napak pri kopiranju ali izpostavljenosti sevanju. To ustvarja skoraj neomejeno število različic.
Leta 2005 je skupina z Univerze v Bernu v Švici poskušala določiti skupno število stabilnih spojin z do enajstimi atomi samo ogljika, vodika, kisika, dušika in fluora. Njihovo število je bilo nekaj manj kot 18 milijard, vendar je kasnejša analiza pokazala, da so prezrli številne običajne kemikalije, vključno z mnogimi, ki bi jih bilo mogoče zlahka naročiti na spletu, število pa je bilo morda nizko za kar tri reda velikosti. Tudi če pogledamo le majhne kemikalije, je še vedno ogromno variacij.