Mahdollisia kemikaaleja on valtava määrä. Arviot vaihtelevat 1018: sta 10200: een. Vertailun vuoksi maapallon hiekkajyvien määrä on noin 7.5 x 1018, maailmankaikkeuden hiukkasten lukumäärä on 1072 – 1087. On selvää, että jos kemikaaleja on todella enemmän kuin tämä, niin ei jokainen on jopa fyysisesti olemassa universumissa. Maailmankaikkeuden runsain yhdiste on ylivoimaisesti diatominen vety (H2).
117 tunnetusta alkuaineesta vain 94 löytyy luonnosta, ja seitsemän näistä on jalokaasuja, jotka muodostavat yhdisteitä vain hyvin epätavallisissa olosuhteissa, kuten altistuessaan elektronipommitukselle. Tämä jättää 87 muuta alkuaineita kemiallisten yhdisteiden muodostamiseksi, ja suurin osa näistä ei muodosta monia eikä niitä ole kovin runsaasti.
Maailmankaikkeuden runsaimmat alkuaineet ovat vety (74%), helium (24%), happi (10%), hiili (0.46%), neon (0.13%), rauta (0.1%) ja typpi (0.1%) . Helium ja neon ovat jalokaasuja eivätkä sido mihinkään. Rauta on pääasiassa lukittu rautaoksidiin (ruoste). Muut – hiili, vety, happi ja typpi – tunnetaan lyhenteellä CHON, ja ne muodostavat yhdessä fosforin ja rikin kanssa 99% kaikista elävistä organismeista ja yli 99% kaikista kemiallisista yhdisteistä. Näitä yhdisteitä kutsutaan biologisiksi yhdisteiksi.
Biologiset yhdisteet voivat muodostua pitkiksi ketjuiksi tavoilla, joilla epäorgaaniset yhdisteet eivät pysty. Nämä yhdisteet voivat olla miljardeja atomeja pitkiä biopolymeerien, kuten DNA: n, tapauksessa. Näillä molekyyleillä voi olla pieniä eroja vain muutamassa atomissa, kuten identtisten kaksosien geneettisessä materiaalissa, joilla on pieniä mutaatioita kopiointivirheiden tai säteilyaltistuksen vuoksi. Tämä tuottaa lähes rajattoman määrän muunnelmia.
Vuonna 2005 ryhmä Sveitsin Bernin yliopistosta yritti määrittää stabiilien yhdisteiden kokonaismäärän, joissa on enintään 18 atomia, jotka sisältävät vain hiiltä, vetyä, happea, typpeä ja fluoria. Niiden lukumäärä oli hieman alle XNUMX miljardia, mutta myöhemmän analyysin mukaan he eivät ottaneet huomioon monia yleisiä kemikaaleja, mukaan lukien monia, jotka oli helppo tilata verkosta, ja määrä on saattanut olla jopa kolme suuruusluokkaa. Vaikka tarkastellaan vain pieniä kemikaaleja, muunnelmia on edelleen valtava määrä.