Въз основа на идеите си на тези на предшественици като Уилямсън, Едуард Франкланд, Уилям Одлинг, Огюст Лоран, Чарлз-Адолф Вурц и други, Кекуле е основният формулиращ на теорията на химическата структура (1857-58). Тази теория произлиза от идеята за атомната валентност, особено тетравалентността на въглерода (която Кекуле обяви в края на 1857 г.) и способността на атомите на въглерода да се свързват един с друг (обявена в статия, публикувана през 1858 г.), за определяне на връзките на всички атоми в една тежка органична молекула.
химична структура