Strukturna formula kemijskog spoja vizualni je prikaz koji pokazuje kako su atomi u tom spoju međusobno povezani. Često je korisnija od molekularne formule, koja označava atome i njihove količine, ali ne i njihov raspored u prostoru. Na primjer, molekularna formula vode, H2O, pokazuje da postoje dva atoma vodika (H) i jedan atom kisika (O) u molekuli, ali ne pokazuje kako su raspoređeni ili povezani. Postoji nekoliko različitih tipova strukturnih formula, uključujući dijagram elektronske točke, strukturnu formulu linijske veze, kondenziranu strukturnu formulu i skeletnu strukturnu formulu.
Atomi se često međusobno vežu dijeleći par elektrona, tvoreći kovalentnu vezu. Oni također mogu formirati dvostruku vezu, u kojoj su četiri elektrona dijeljena umjesto dva. U nekim slučajevima nisu svi elektroni dijeljeni u vezama između atoma u spoju. Takvi labavi parovi elektrona nazivaju se usamljenim parovima. Strukturna formula kemijskog spoja vizualno predstavlja svaku od ovih različitih komponenti kroz sustav točaka ili linija.
U dijagramu elektronskih točaka, svi vanjski ili valentni elektroni dostupni za povezivanje predstavljeni su točkama oko kemijskog simbola atoma. Atom kisika ima šest elektrona u svojoj valentnoj ljusci, tako da bi ga predstavljao O okružen sa šest točaka – dvije na vrhu i dnu i po jedna sa svake strane. Kada se kisik veže s dvije molekule vodika i tvori vodu, elektroni iz vodika dijele se u kovalentne veze. Budući da svaki vodik ima jedan valentni elektron, novi dijagram elektronskih točaka izgleda kao središnji O okružen s osam točaka, po dvije na svakoj od četiri strane, i H s lijeve i desne strane, što znači da su ti atomi kovalentno vezani.
Strukturna formula linijske veze zamjenjuje kovalentne veze ravnim linijama, a dvostruke veze skupom paralelnih linija. Formula vodene linije izgledala bi kao H—O—H, s usamljenim parovima elektrona predstavljenim točkama, dvije iznad i dvije ispod O. Ova vrsta formule se također naziva Lewisova struktura. Ponekad su usamljeni parovi izostavljeni iz dijagrama veza linija radi praktičnosti.
Zgusnute strukturne formule korisne su za komplicirane molekule koje bi zauzele previše prostora kada bi bile prikazane sve veze. U ovoj vrsti formule, određeni atomi su grupirani zajedno, a izvučene su samo bitne veze. Budući da se atomi međusobno vežu na predvidljive načine na temelju njihovih valentnih elektrona, određene veze mogu se izostaviti u opisivanju strukture molekule.
Skeletna formula ide korak dalje i izostavlja sve atome ugljika i vodika, pokazujući samo kemijske simbole drugih skupina povezanih crtom sa strukturom cik-cak linija. Ova vrsta formule je često prikladna u organskoj kemiji, gdje su česte molekule koje sadrže ponavljajuće lance atoma ugljika i vodika. U skeletnoj formuli, svaki ugljik je predstavljen kutom u liniji. Ako se dvije linije granaju iz tog kuta, pretpostavlja se da su dva atoma vodika vezana za ugljik. Prazan kraj linije označava ugljik vezan za tri vodikova atoma.