Теория химического строения — учение о строении молекулы, описывающее все те её характеристики, которые в своей совокупности определяют химическое поведение (реакционную способность) данной молекулы. Сюда относятся: природа атомов, образующих молекулу, их валентное состояние, порядок и характер химической связи между ними, пространственное их расположение, характерное распределение электронной плотности, характер электронной поляризуемости электронного облака молекулы и т. д.
Все значения словосочетания «теория химического строения»Бутлеров в свете своей теории химического строения органических веществ повторил эксперимент австрийских химиков и продолжил его, в результате получил изобутиловый спирт, что и являлось поставленной им целью, опирающейся на теорию строения органических веществ.