同系列是指具有一个通式，结构相似，性质也相似的化合物系列。在有机化学中尤为普遍，同系列中的化合物互为同系物。同系列的概念最早由法国化学 家查尔斯·弗雷德里克·格哈特提出。 通式
在分子结构式上相差一个或若干个某种原子团（或复合体）的化合物，互为同系物，这一系列的化合物，就构成一个同系列。其通式为：。X、Y称为端基，A为链单元或链节， n为自然数，称为同系序数。链单元与端基X和Y之间，可以是单键、双键或叁键，链单元可以是任何原子团。同系物可指脂肪族同系物、同烯系物、同苯系物等各类有机结构。 详述
早期的同系列概念是狭义的，即指以通式：代表的化合物互为同系物，构成一个同系列。式中X和Y为各种官能团或原子， n为自然数。按照这个定义，所有简单的脂肪族化合物都可以用这个通式概括起来，例如甲烷、乙烷、正丙烷[wán]、正丁烷，其分子结构可用下列通式表示： 它们互为同系物，构成一个同系列。同系物中的某些性能是大同小异且依次递变的，这就是同系原理。