Den kernestrukturelle karakteristik af aromatiske carbonhydrider er, at de har et cyklisk konjugeret plan system, der opfylder Hückels regel. Konkret kan dette opsummeres som følger:
Overordnede skeletkarakteristika: De indeholder et lukket cyklisk konjugeret system. I store træk er de opdelt i benzen-baserede aromatiske carbonhydrider (indeholdende en benzenringstruktur) og ikke-benzenaromatiske carbonhydrider (der ikke indeholder en benzenring, men opfylder aromaticitetsbetingelsen). Kernestrukturen kræver, at alle ring-dannende atomer i det væsentlige er koplanære.
Kulstofatomhybridisering: Hvert kulstofatom i ringen er sp²-hybridiseret (nogle få specielle aromatiske strukturer er sp-hybridiseret). Hvert carbonatom bevarer en uhybridiseret p-orbital. Disse p-orbitaler overlapper hinanden og danner delokaliserede konjugerede store π-bindinger.
Elektronregel (Hückels regel): Det samlede antal delokaliserede π-elektroner skal opfylde 4n+2-reglen (n er et ikke-negativt heltal). For eksempel er der i et benzenmolekyle, n=1, 6 π elektroner, som fuldt ud opfylder regelkravene. Dette er kernebetingelsen for en stabil aromatisk struktur.
Den typiske struktur af benzen er som følger: benzenmolekylet er en plan regulær sekskant med seks carbonatomer, der danner en regulær sekskantet ramme. Alle kulstof-kulstofbindinger har fuldstændig lige store bindingslængder (ca. 140 pm), hvilket er mellem kulstof-kulstof enkelt- og dobbeltbindinger. Der er ingen alternerende enkelt- og dobbeltbindingsstruktur. Alle bindingsvinkler er 120 grader, og symmetrien er ekstrem høj.