Deret homolog mengacu pada molekul atau senyawa organik yang memiliki rumus molekul yang sama, yang menyebabkan senyawa tersebut memiliki sifat kimia yang serupa. Ketika ukuran molekul senyawa meningkat dalam deret homolog, sifat fisik juga menunjukkan perubahan bertahap. Perbedaan utama antara senyawa dalam deret tersebut adalah penambahan gugus karbon dan dihidrogen ekstra, CH2.
Banyak jenis senyawa yang memiliki deret homolog. Deret yang paling umum termasuk alkana, eter, dan alkohol; deret homolog lainnya termasuk alkena atau olefin dan alkuna, dan asam karboksilat. Alkana adalah senyawa yang hanya mengandung karbon dan hidrogen yang dihubungkan oleh ikatan tunggal. Eter adalah senyawa yang memiliki gugus fungsi eter, terdiri dari oksigen yang terikat pada dua alkana atau dua senyawa aril, digambarkan sebagai RO-R’. R dan R’ mengacu pada senyawa alkana atau aril yang berbeda.
Alkohol mengandung gugus fungsi yang terdiri dari oksigen yang terikat pada hidrogen (-OH), dan alkena memiliki gugus fungsi karbon rangkap yang terikat pada karbon lain (C=C). Alkuna mirip dengan alkena, meskipun gugus fungsinya terdiri dari molekul karbon dengan ikatan rangkap tiga ke molekul karbon lain. Asam karboksilat adalah asam yang mengandung setidaknya satu gugus karboksil (-COOH).
Senyawa dalam deret tersebut akan bervariasi menurut satuan CH2 dan massa molekul tertentu. Deret alkana dimulai dengan metana, dengan rumus molekul CH4 dan massa 16.04. Senyawa selanjutnya adalah etana, dengan rumus C2H6 dan massa 30.07. Ini diikuti oleh butana, rumus C4H10 dan massa 58.12, dan pentana, rumus C5H12 dan massa 72.15. Seperti dapat dilihat, etana mengandung satu karbon lebih banyak dan dua hidrogen lebih banyak daripada metana dan memiliki massa 14 lebih banyak daripada metana. Hal yang sama terjadi antara etana dan butana, dan butana dan pentana.
Sifat fisik senyawa ini juga berangsur-angsur berubah seiring dengan bertambahnya ukuran molekul. Biasanya, seiring bertambahnya panjang rantai karbon, kemampuan senyawa untuk larut dalam air berkurang, meskipun ini juga tergantung pada sifat kimia gugus fungsi, karena beberapa gugus fungsi lebih larut dalam air daripada yang lain. Ketika rantai karbon dalam deret homolog menjadi lebih panjang, titik didih senyawa berubah. Meskipun meningkat dalam banyak kasus, jika rantai karbon mulai membentuk cabang, titik didih akan mulai menurun. Ini hanyalah salah satu pengecualian yang ditemukan dalam perubahan fisik.