Strukturna formula kemične spojine je vizualna predstavitev, ki prikazuje, kako so atomi v tej spojini povezani skupaj. Pogosto je uporabnejša od molekularne formule, ki označuje atome in njihove količine, ne pa njihove razporeditve v prostoru. Na primer, molekulska formula vode, H2O, kaže, da sta v molekuli dva atoma vodika (H) in en atom kisika (O), vendar ne kaže, kako sta razporejena ali vezana. Obstaja več različnih vrst strukturnih formul, vključno z diagramom elektronske pike, strukturno formulo linijske vezi, zgoščeno strukturno formulo in skeletno strukturno formulo.
Atomi se pogosto vežejo med seboj tako, da si delijo par elektronov in tvorijo kovalentno vez. Lahko tvorijo tudi dvojno vez, v kateri so skupni štirje elektroni namesto dveh. V nekaterih primerih niso vsi elektroni skupni v vezi med atomi v spojini. Takšni ohlapni pari elektronov se imenujejo osamljeni pari. Strukturna formula kemične spojine vizualno predstavlja vsako od teh različnih komponent skozi sistem pik ali črt.
V diagramu elektronskih pik so vsi zunanji ali valenčni elektroni, ki so na voljo za vezavo, predstavljeni s pikami okoli kemijskega simbola atoma. Atom kisika ima v svoji valenčni lupini šest elektronov, zato bi ga predstavljal O, obdan s šestimi pikami – dvema na vrhu in dnu ter po eno na vsaki strani. Ko se kisik poveže z dvema molekulama vodika, da tvori vodo, so elektroni vodika razdeljeni v kovalentne vezi. Ker ima vsak vodik en valenčni elektron, se novi diagram elektronske pike prikaže kot osrednji O, obdan z osmimi pikami, po dvema na vsaki od štirih strani, in H na levi in desni, kar pomeni, da so ti atomi kovalentno vezani.
Strukturna formula linijske vezi nadomešča kovalentne vezi z ravnimi črtami, dvojne vezi pa z nizom vzporednih črt. Formula za vodno vez bi se pojavila kot H—O—H, pri čemer bi bili osamljeni pari elektronov predstavljeni s pikami, dvema nad in dvema pod O. Ta vrsta formule se imenuje tudi Lewisova struktura. Včasih so osamljeni pari zaradi udobja izpuščeni iz diagrama linijske vezi.
Zgoščene strukturne formule so uporabne za zapletene molekule, ki bi zavzele preveč prostora, če bi bile prikazane vse vezi. V tej vrsti formule so nekateri atomi združeni v skupine in narisane so samo bistvene vezi. Ker se atomi povezujejo na predvidljive načine na podlagi njihovih valenčnih elektronov, je mogoče nekatere vezi pri opisovanju strukture molekule izpustiti.
Skeletna formula gre še korak dlje in izpusti vse atome ogljika in vodika ter prikazuje le kemične simbole drugih skupin, ki so s črto povezane s strukturo cikcak črte. Ta vrsta formule je pogosto priročna v organski kemiji, kjer so pogoste molekule, ki vsebujejo ponavljajoče se verige ogljikovih in vodikovih atomov. V skeletni formuli je vsak ogljik predstavljen s kotom v črti. Če se od tega kota odcepita dve črti, se domneva, da sta na ogljik vezana dva vodikova atoma. Prazen konec vrstice označuje ogljik, vezan na tri vodikove atome.