Yra daugybė galimų cheminių medžiagų. Apskaičiavimai svyruoja nuo 1018 iki 10200. Palyginimui, smėlio grūdelių skaičius Žemėje yra apie 7.5 x 1018, dalelių skaičius visatoje yra nuo 1072 iki 1087. Aišku, jei cheminių medžiagų tikrai yra daugiau, tai ne kiekvienas iš jų net fiziškai egzistuoja visatoje. Vis dėlto labiausiai paplitęs junginys visatoje yra dviatominis vandenilis (H2).
Iš 117 žinomų elementų tik 94 randami natūraliai, o septynios iš jų yra tauriosios dujos, kurios sudaro junginius tik labai neįprastomis sąlygomis, pavyzdžiui, veikiamos elektronų bombardavimo. Tai palieka dar 87 elementus, kad susidarytų cheminiai junginiai, ir dauguma jų nesudaro daug ir nėra labai gausūs.
Gausiausi elementai visatoje yra vandenilis (74%), helis (24%), deguonis (10%), anglis (0.46%), neonas (0.13%), geležis (0.1%) ir azotas (0.1%). . Helis ir neonas yra tauriosios dujos ir su niekuo nesijungia. Geležis daugiausia yra užrakinta geležies okside (rūdyse). Kiti – anglis, vandenilis, deguonis ir azotas – žinomi akronimu CHON ir kartu su fosforu ir siera sudaro 99 % visų gyvų organizmų ir daugiau nei 99 % visų cheminių junginių. Tai vadinami biologiniais junginiais.
Biologiniai junginiai gali susidaryti į ilgas grandines taip, kaip neorganiniai junginiai. Šie junginiai gali būti milijardų atomų ilgio, jei tai yra biopolimerai, tokie kaip DNR. Šios molekulės gali turėti nedidelių skirtumų vos keliuose atomuose, pvz., identiškų dvynių, turinčių nedideles mutacijas dėl kopijavimo klaidų ar radiacijos poveikio, genetinė medžiaga. Tai sukuria beveik neribotą variantų skaičių.
2005 m. grupė iš Berno universiteto Šveicarijoje bandė nustatyti bendrą stabilių junginių, turinčių iki vienuolikos tik anglies, vandenilio, deguonies, azoto ir fluoro atomų, skaičių. Jų skaičius siekė šiek tiek mažiau nei 18 milijardų, tačiau vėlesnė analizė parodė, kad jie nepaisė daugelio įprastų cheminių medžiagų, įskaitant daugelį, kurių galima lengvai užsisakyti internetu, ir šis skaičius galėjo būti mažas net trimis dydžiais. Net žiūrint tik į mažas chemines medžiagas, vis dar yra be galo daug variantų.