Homologni niz odnosi se na organske molekule ili spojeve koji imaju sličnu molekularnu formulu, što uzrokuje da spojevi imaju slična kemijska svojstva. Kako se molekularna veličina spoja povećava unutar homolognog niza, fizička svojstva također pokazuju postupnu promjenu. Glavna razlika između spojeva u takvim serijama je dodatak dodatne skupine ugljika i divodika, CH2.
Mnoge različite vrste spojeva imaju homologne serije. Najčešći niz uključuje alkane, etere i alkohole; drugi homologni nizovi uključuju alkene ili olefine i alkine, te karboksilne kiseline. Alkani su spojevi koji sadrže samo ugljik i vodik povezani jednostrukim vezama. Eteri su spojevi koji imaju etersku funkcionalnu skupinu, koja se sastoji od kisika vezanog ili na dva alkanska ili na dva arilna spoja, prikazana kao RO-R’. R i R’ se odnose na različite alkanske ili arilne spojeve.
Alkoholi sadrže funkcionalnu skupinu koju čini kisik vezan na vodik (-OH), a alkeni imaju funkcionalnu skupinu ugljika dvostruko vezanu za drugi ugljik (C=C). Alkini su slični alkenima, iako se funkcionalna skupina sastoji od molekule ugljika s trostrukom vezom na drugu molekulu ugljika. Karboksilne kiseline su kiseline koje sadrže barem jednu karboksilnu skupinu (-COOH).
Spojevi u nizu će varirati za CH2 jedinicu i određenu molekularnu masu. Serija alkana počinje metanom, s molekulskom formulom CH4 i masom 16.04. Sljedeći spoj je etan, formule C2H6 i mase 30.07. Slijede butan, formule C4H10 i mase 58.12, te pentan, formule C5H12 i mase 72.15. Kao što se može vidjeti, etan sadrži jedan više ugljika i dva više vodika od metana i ima masu 14 više od metana. Isto se događa između etana i butana, te butana i pentana.
Fizička svojstva ovih spojeva također se postupno mijenjaju kako molekule postaju veće. Obično, kako se duljina ugljikovog lanca povećava, sposobnost spoja da se otapa u vodi opada, iako to također ovisi o kemijskoj prirodi funkcionalne skupine, budući da su neke funkcionalne skupine topljivije u vodi od drugih. Kako ugljični lanci unutar homolognog niza postaju duži, mijenja se vrelište spoja. Iako se u mnogim slučajevima povećava, ako se ugljični lanac počne granati, vrelište će se početi smanjivati. Ovo je samo jedna od iznimki koje se nalaze unutar fizičkih promjena.