W odróżnieniu od związków nieorganicznych znaczna część związków organicznych w temperaturach powyżej 300 °C ulega topnieniu, sublimacji lub rozkładowi. Obojętne związki organiczne wykazują z reguły niską rozpuszczalność w wodzie, a dużo lepiej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych. Wyjątkami od tej reguły są związki organiczne o charakterze jonowym, takie jak sole kwasów karboksylowych, czwartorzędowe sole amoniowe lub aminokwasy oraz niektóre związki o małej masie molowej, takie jak kwas octowy czy formaldehyd
Inne związki organiczne rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, będących albo czystymi substancjami chemicznymi takimi jak metanol czy toluen lub ich mieszaninami. Rozpuszczalność danego związku w określonych rozpuszczalnikach zależy od występowania w cząsteczce tego związku różnych grup funkcyjnych, a także od budowy szkieletu węglowego. Badaniami procesów rozpuszczania się związków oraz zjawiskami zachodzącymi podczas tego procesu zajmuje się chemia fizyczna.
Podobnie jak wiele związków nieorganicznych dużo substancji organicznych może formować kryształy.