Rumus struktur suatu senyawa kimia adalah representasi visual yang menunjukkan bagaimana atom-atom dalam senyawa itu terikat bersama. Ini sering lebih berguna daripada rumus molekul, yang menunjukkan atom dan kuantitasnya tetapi bukan pengaturannya di ruang angkasa. Misalnya, rumus molekul air, H2O, menunjukkan bahwa ada dua atom hidrogen (H) dan satu atom oksigen (O) dalam molekul, tetapi tidak menunjukkan bagaimana mereka disusun atau diikat. Ada beberapa jenis rumus struktur yang berbeda, termasuk diagram titik elektron, rumus struktur ikatan garis, rumus struktur padat, dan rumus struktur rangka.
Atom sering terikat satu sama lain dengan berbagi sepasang elektron, membentuk ikatan kovalen. Mereka juga dapat membentuk ikatan rangkap, di mana empat elektron digunakan bersama, bukan dua. Dalam beberapa kasus, tidak semua elektron digunakan bersama dalam ikatan antar atom dalam suatu senyawa. Pasangan elektron lepas seperti itu disebut pasangan mandiri. Rumus struktur senyawa kimia secara visual mewakili masing-masing komponen yang berbeda ini melalui sistem titik atau garis.
Dalam diagram titik elektron, semua elektron terluar atau valensi yang tersedia untuk ikatan diwakili oleh titik-titik di sekitar simbol kimia atom. Sebuah atom oksigen memiliki enam elektron di kulit valensinya, sehingga akan diwakili oleh O yang dikelilingi oleh enam titik — dua di atas dan bawah, dan satu di setiap sisi. Ketika ikatan oksigen dengan dua molekul hidrogen untuk membentuk air, elektron dari hidrogen dibagi dalam ikatan kovalen. Karena setiap hidrogen memiliki satu elektron valensi, diagram titik elektron baru muncul sebagai pusat O yang dikelilingi oleh delapan titik, dua di masing-masing empat sisi, dan sebuah H di kiri dan kanan, menandakan bahwa atom-atom ini terikat secara kovalen.
Rumus struktur ikatan garis menggantikan ikatan kovalen dengan garis lurus, dan ikatan rangkap dengan sekumpulan garis sejajar. Rumus ikatan garis air akan muncul sebagai H—O—H, dengan pasangan elektron bebas diwakili oleh titik, dua di atas dan dua di bawah O. Jenis rumus ini juga disebut struktur Lewis. Terkadang pasangan mandiri dihilangkan dari diagram garis-ikatan untuk kenyamanan.
Rumus struktur yang dipadatkan berguna untuk molekul rumit yang akan memakan terlalu banyak ruang jika semua ikatan ditunjukkan. Dalam jenis rumus ini, atom-atom tertentu dikelompokkan bersama, dan hanya ikatan esensial yang ditarik. Karena atom terikat bersama dengan cara yang dapat diprediksi berdasarkan elektron valensinya, ikatan tertentu dapat dihilangkan dalam menggambarkan struktur molekul.
Rumus kerangka melangkah lebih jauh dan menghilangkan semua atom karbon dan hidrogen, hanya menunjukkan simbol kimia dari kelompok lain yang dihubungkan oleh garis ke struktur garis zig-zag. Jenis rumus ini sering cocok dalam kimia organik, di mana molekul yang mengandung rantai berulang dari atom karbon dan hidrogen adalah umum. Dalam rumus kerangka, setiap karbon diwakili oleh sudut dalam garis. Jika dua garis bercabang dari sudut itu, diasumsikan bahwa dua atom hidrogen terikat pada karbon. Ujung kosong garis menunjukkan karbon yang terikat pada tiga atom hidrogen.