Ķīmiskā savienojuma strukturālā formula ir vizuāls attēlojums, kas parāda, kā šī savienojuma atomi ir saistīti kopā. Bieži vien tā ir noderīgāka nekā molekulārā formula, kas norāda atomus un to daudzumus, bet ne to izvietojumu telpā. Piemēram, ūdens molekulārā formula H2O parāda, ka molekulā ir divi ūdeņraža (H) atomi un viens skābekļa (O) atoms, bet neparāda, kā tie ir izvietoti vai saistīti. Ir vairāki dažādi strukturālo formulu veidi, tostarp elektronu punktu diagramma, līnijas saites strukturālā formula, saīsinātā strukturālā formula un skeleta strukturālā formula.
Atomi bieži saista viens ar otru, daloties ar elektronu pāri, veidojot kovalento saiti. Tie var arī veidot dubultsaiti, kurā tiek dalīti četri elektroni, nevis divi. Dažos gadījumos ne visi elektroni ir sadalīti saitēs starp savienojuma atomiem. Šādus vaļīgus elektronu pārus sauc par vientuļajiem pāriem. Ķīmiskā savienojuma strukturālā formula vizuāli attēlo katru no šiem dažādajiem komponentiem, izmantojot punktu vai līniju sistēmu.
Elektronu punktu diagrammā visi ārējie vai valences elektroni, kas pieejami savienošanai, ir attēloti ar punktiem ap atoma ķīmisko simbolu. Skābekļa atoma valences apvalkā ir seši elektroni, tāpēc tas būtu attēlots ar O, ko ieskauj seši punkti — divi augšā un apakšā un pa vienam katrā pusē. Kad skābeklis savienojas ar divām ūdeņraža molekulām, veidojot ūdeni, ūdeņraža elektroni tiek sadalīti kovalentajās saitēs. Tā kā katram ūdeņradim ir viens valences elektrons, jaunā elektronu punktu diagramma parādās kā centrālais O, ko ieskauj astoņi punkti, pa diviem katrā no četrām pusēm, un H pa kreisi un pa labi, norādot, ka šie atomi ir kovalenti saistīti.
Līnijas saites strukturālā formula aizstāj kovalentās saites ar taisnām līnijām un dubultās saites ar paralēlu līniju kopu. Ūdens līnijas saites formula parādītos kā H—O—H, ar atsevišķiem elektronu pāriem, kas ir attēloti ar punktiem, divi virs un divi zem O. Šāda veida formulas sauc arī par Lūisa struktūru. Dažkārt vientuļie pāri tiek izlaisti no līniju savienojuma diagrammas ērtības labad.
Kondensētās strukturālās formulas ir noderīgas sarežģītām molekulām, kas aizņemtu pārāk daudz vietas, ja tiktu parādītas visas saites. Šāda veida formulā noteikti atomi ir sagrupēti kopā un tiek novilktas tikai būtiskās saites. Tā kā atomi saista kopā paredzamā veidā, pamatojoties uz to valences elektroniem, dažas saites var izlaist, aprakstot molekulas struktūru.
Skeleta formula iet vienu soli tālāk un izlaiž visus oglekļa un ūdeņraža atomus, parādot tikai citu grupu ķīmiskos simbolus, kas savienoti ar līniju ar zigzaga līnijas struktūru. Šāda veida formula bieži ir ērta organiskajā ķīmijā, kur ir izplatītas molekulas, kas satur atkārtotas oglekļa un ūdeņraža atomu ķēdes. Skeleta formulā katrs ogleklis ir attēlots ar leņķi līnijā. Ja no šī leņķa atzarojas divas līnijas, tiek pieņemts, ka divi ūdeņraža atomi ir saistīti ar oglekli. Līnijas tukšais gals norāda uz oglekli, kas saistīts ar trim ūdeņraža atomiem.