Aromatični spojevi obuhvaćaju klasu ugljikovodika koji uključuje šesteročlani, nezasićeni ugljikov prsten u kojem su valentni elektroni pi veze potpuno delokalizirani ili konjugirani. Ovi spojevi su stabilni i zastupljeni u prirodnim i sintetičkim oblicima. Najjednostavniji od aromatskih spojeva je benzen (C6H6), zapaljivi kancerogen, ali industrijski važna kemikalija. Naziv aromatičan temelji se na jakim aromama mnogih većih aromatičnih spojeva. Dijamanti i grafit, iako se ne smatraju aromatičnim spojevima, pokazuju delokalizirano dijeljenje elektrona na vrlo velikim atomskim udaljenostima.
Kovalentna veza ugljik-ugljik, osnova organske kemije, dijeli dva elektrona između dva susjedna ugljikova atoma kao jednostruku vezu, ili četiri elektrona između dva ugljika u dvostrukoj vezi. Konjugirani sustav ima niz izmjeničnih jednostrukih i dvostrukih veza koje se mogu predstaviti s dvije ili više Lewisovih struktura. Konjugacija ili rezonancija se događa kada postoje dostupne p-orbitale, ili d orbitale u spojevima veće molekularne težine, u kojima se šire dostupni valentni elektroni. Konjugacija se može dogoditi u linearnim, razgranatim ili cikličkim konfiguracijama između veza atoma ugljika, kisika ili dušika.
Aromatičnost se javlja kada su elektroni u ugljikovom lancu još više delokalizirani formiranjem prstena od šest ugljika s ekvivalentom tri izmjenične jednostruke i dvostruke veze. Kad bi se benzen ponašao kao molekula s tri dvostruke veze, kemičari bi očekivali da su dvostruke veze molekule kraće od jednostrukih veza, ali duljine ugljikovih veza benzena su sve jednake i komplanarne. Benzen i drugi aromatski spojevi ne podliježu reakcijama adicije kao alkeni. Alkeni dodaju skupine preko svojih dvostrukih veza, dok aromatski spojevi zamjenjuju skupinu atomom vodika.
Energija koja se oslobađa kada se cikloheksen hidrogenira u cikloheksadien dodavanjem vodika u dvostruku vezu iznosi 28.6 kcal po molu. Hidrogeniranjem cikloheksadiena s dvije dvostruke veze oslobađa se 55.4 kcal/mol ili 27.7 kcal po molu H2. Benzen oslobađa 49.8 kcal po molu ili 16.6 kcal po molu H2 nakon potpunog hidrogeniranja. Izuzetno niska vrijednost mjera je stabilnosti aromatične strukture.
Kemičari objašnjavaju planarnu morfologiju benzena, jednake duljine ugljikovih veza i nisku energiju njegovih dvostrukih veza zaključujući da su 2p orbitale raspoređene na svih šest ugljika. Delokalizirane pi orbitale vizualizirane su kao da tvore torus iznad i ispod ravnine prstena ugljikovog kostura. Ova konfiguracija objašnjava sve njegove karakteristike i podržava koncept zajedničkih pi orbitala u drugim konjugiranim sustavima.
Aromatični spojevi često imaju pritisak pare, a mnoge od plinovitih molekula mogu se otkriti ljudskim nosom. Kora cimeta, listovi zimzelena i mahune vanilije imaju aromatične spojeve koje ljudi mogu namirisati. Sinteza ovih ili sličnih spojeva također je osnova umjetne arome hrane.
Neki vrlo zanimljivi aromatični spojevi sastoje se od policikličkih struktura koje dijele jednu ili više strana šesteročlanog ugljikovog prstena sa susjednim ugljikovim prstenom. Naftalen (C10H8) ima dva spojena benzenska prstena; tri linearno spojena prstena nazivaju se antracen (C14H10), dok se šest benzenskih prstenova u krugu, s vrlo visokom razinom delokalizacije elektrona, naziva hekshelicen (C26H16). S povećanjem broja prstenova smanjuje se omjer vodika i ugljika, materijal postaje stabilniji, tvrđi, a talište se povećava. Kako se omjer približava nuli, spoj je u biti drugi oblik ugljika. Grafit se sastoji od listova delokaliziranih prstenastih struktura sa sp2 hibridiziranim atomima ugljika, a dijamanti su hibridizirani sp3 u trodimenzionalnim međusobno povezanim strukturama poput kaveza sve zbog aromatičnosti.