Aromatične spojine obsegajo razred ogljikovodikov, ki vključujejo šestčlenski, nenasičen ogljikov obroč, v katerem so valenčni elektroni pi vezi popolnoma delokalizirani ali konjugirani. Te spojine so stabilne in bogate tako v naravnih kot v sintetičnih oblikah. Najpreprostejša aromatična spojina je benzen (C6H6), vnetljiva rakotvorna snov, a industrijsko pomembna kemikalija. Ime aromatično temelji na močnih aromah številnih večjih aromatičnih spojin. Diamanti in grafit, čeprav se ne štejejo za aromatične spojine, kažejo delokalizirano delitev elektronov na zelo dolgih atomskih razdaljah.
Kovalentna vez ogljik-ogljik, ki je osnova organske kemije, si deli dva elektrona med dvema sosednjima atomoma ogljika kot enojna vez ali štiri elektrone med dvema ogljikoma v dvojni vezi. Konjugirani sistem ima vrsto izmeničnih enojnih in dvojnih vezi, ki jih lahko predstavljata dve ali več Lewisovih struktur. Konjugacija ali resonanca se pojavi, ko so na voljo p-orbitale ali d orbitale v spojinah z večjo molekulsko maso, v katere se razpršijo razpoložljivi valenčni elektroni. Konjugacija se lahko pojavi v linearni, razvejani ali ciklični konfiguraciji med vezmi atomov ogljika, kisika ali dušika.
Aromatičnost se pojavi, ko so elektroni v ogljikovi verigi še bolj delokalizirani tako, da tvorijo šestoogljični obroč z ekvivalentom treh izmeničnih enojnih in dvojnih vezi. Če bi se benzen obnašal kot molekula s tremi dvojnimi vezmi, bi kemiki pričakovali, da bodo dvojne vezi molekule krajše od enojnih vezi, vendar so vse dolžine ogljikovih vezi benzena enake in koplanarne. Benzen in druge aromatične spojine niso podvržene adicijskim reakcijam kot alkeni. Alkeni dodajajo skupine preko svojih dvojnih vezi, medtem ko aromatične spojine skupino nadomestijo z atomom vodika.
Energija, ki se sprosti, ko se cikloheksen hidrogenira v cikloheksadien z dodajanjem vodika dvojni vezi, je 28.6 kcal na mol. Hidrogenacija cikloheksadiena z dvema dvojnima vezmama sprosti 55.4 kcal/mol ali 27.7 kcal na mol H2. Benzen sprosti 49.8 kcal na mol ali 16.6 kcal na mol H2 po popolnem hidrogeniranju. Izjemno nizka vrednost je merilo stabilnosti aromatične strukture.
Kemiki razlagajo planarno morfologijo benzena, enake dolžine ogljikovih vezi in nizko energijo njegovih dvojnih vezi s sklepom, da so orbitale 2p porazdeljene po vseh šestih ogljikih. Delokalizirane pi orbitale so vizualizirane tako, da tvorijo torus nad in pod ravnino ogljikovega skeletnega obroča. Ta konfiguracija pojasnjuje vse njene značilnosti in podpira koncept skupnih pi orbital v drugih konjugiranih sistemih.
Aromatične spojine pogosto izvajajo parni tlak in številne plinaste molekule lahko zaznajo človeški nosovi. Cimetovo lubje, zimzeleni listi in zrna vanilije imajo aromatične spojine, ki jih ljudje lahko zavohajo. Sinteza teh ali podobnih spojin je tudi osnova umetne arome hrane.
Nekatere zelo zanimive aromatične spojine so sestavljene iz policikličnih struktur, ki si delijo eno ali več strani šestčlenskega ogljikovega obroča s sosednjim ogljikovim obročem. Naftalen (C10H8) ima dva združena benzenova obroča; trije linearno združeni obroči se imenujejo antracen (C14H10), šest benzenskih obročev v krogu z zelo visoko stopnjo delokalizacije elektronov pa se imenuje hekshelicen (C26H16). S povečanjem števila obročev se razmerje med vodikom in ogljikom zmanjša, material postane bolj stabilen, trši in tališče se poveča. Ko se razmerje približa nič, je spojina v bistvu druga oblika ogljika. Grafit je sestavljen iz listov delokaliziranih obročnih struktur s sp2 hibridiziranimi ogljikovimi atomi, diamanti pa so hibridizirani sp3 v tridimenzionalnih medsebojno povezanih strukturah, podobnih kletki, vse zaradi aromatičnosti.