Kjernestrukturkarakteristikken til aromatiske hydrokarboner er at de har et syklisk konjugert plan system som tilfredsstiller Hückels regel. Konkret kan dette oppsummeres som følger:
Generelle skjelettegenskaper: De inneholder et lukket syklisk konjugert system. Grovt sett er de delt inn i benzen-baserte aromatiske hydrokarboner (som inneholder en benzenringstruktur) og ikke-benzenaromatiske hydrokarboner (som ikke inneholder en benzenring, men som tilfredsstiller aromatisitetsbetingelsen). Kjernestrukturen krever at alle ringdannende-atomer i hovedsak er koplanære.
Karbonatomhybridisering: Hvert karbonatom i ringen er sp²-hybridisert (noen spesielle aromatiske strukturer er sp-hybridisert). Hvert karbonatom beholder en uhybridisert p-orbital. Disse p-orbitalene overlapper hverandre og danner delokaliserte konjugerte store π-bindinger.
Elektronregel (Hückels regel): Det totale antallet delokaliserte π-elektroner må tilfredsstille 4n+2-regelen (n er et ikke-negativt heltall). For eksempel, i et benzenmolekyl, n=1, er det 6 π elektroner, som fullt ut oppfyller regelkravene. Dette er kjernebetingelsen for en stabil aromatisk struktur.
Den typiske strukturen til benzen er som følger: benzenmolekylet er en plan regulær sekskant, med seks karbonatomer som danner et regulært sekskantet rammeverk. Alle karbon-karbonbindinger har helt like bindingslengder (ca. 140 pm), som er mellom karbon-enkel- og dobbeltbindinger. Det er ingen vekslende enkelt- og dobbeltbindingsstruktur. Alle bindingsvinkler er 120 grader, og symmetrien er ekstremt høy.