A causa de llur poca reactivitat química s’anomenen també parafines . El més simple és el metà. Els altres alcans en deriven formalment per successives insercions de metilens —CH₂—. Llur conjunt constitueix una sèrie homòloga. A partir del quart membre de la sèrie apareix la possibilitat d'isomeria per ramificació de la cadena de carbonis. En efecte, a la fórmula C₄H₁₀ corresponen ja dos composts diferents:
i el nombre d’isòmers creix molt ràpidament a mesura que el nombre de carbonis augmenta. El nom dels alcans lineals , llevat dels quatre primers, s’obté combinant un prefix numeral, derivat del grec o del llatí, que indica el nombre de carbonis, amb el sufix -à . Per anomenar els possibles isòmers són emprats altres prefixos ( n-, iso-, neo-) o la nomenclatura de la IUPAC. L’estructura espacial dels alcans és determinada per la disposició tetraèdrica de les quatre valències dels carbonis, a causa de la hibridació sp 3 de llurs orbitals atòmics. En els alcans lineals els carbonis no es troben en línia recta:
Els alcans són tots més lleugers que l’aigua i no s’hi dissolen. Els de menys de 5 carbonis són gasosos a la temperatura ordinària. Els següents són líquids, i el primer sòlid (fusió per damunt de 25°C) és, en la sèrie normal , l' octadecà . Espectroscòpicament són transparents a la radiació visible i a la ultraviolada pròxima, però donen absorcions característiques en les zones 2 900-3 000 i 1 400-1 500 cm -1 de l’infraroig. Els alcans se separen mútuament per destil·lació fraccionada. Els lineals poden separar-se dels ramificats mitjançant els complexos d’inclusió que formen amb la urea. Sempre han estat considerats composts poc reactius, però això només és cert enfront dels reactants clàssics i a temperatura ordinària; en presència de llum o de catalitzadors o a temperatures elevades, reaccionen àdhuc explosivament. Així, llur oxidació, que allibera una gran quantitat d’energia, té gran aplicació en la vida quotidiana (calefacció, carburants). La síntesi d’alcans és feta industrialment per reacció del monòxid de carboni amb hidrogen:
Per aquest mètode són obtinguts, principalment, alcans lineals. La reacció és catalitzada amb òxids de ferro, de tori o de magnesi. Com a síntesi de laboratori cal esmentar: la síntesi de Kolbe-Schmidt; la de Wurtz; la reducció directa dels halurs d’alquil amb Zn i HCl, com per ex
Finalment, l’acció dels reactius de Grignard sobre els èsters, cetones o aldehids, seguida de deshidratació i d’hidrogenació, que permet d’obtenir alcans ramificats:
Són nombroses les reaccions industrials on intervenen els alcans. La descomposició tèrmica del gas natural i del petroli (craqueig) dóna negre de carboni, hidrogen, gasolina, olefines, acetilè, hidrocarburs aromàtics i alcans més lleugers que els inicials. La descomposició es produeix entre 300 i 900°C en presència de catalitzadors. Les reaccions primàries són la deshidrogenació (catalitzadors: titani, ceri i òxids de crom i de vanadi) i la ruptura d’enllaços carboni-carboni (catalitzadors: clorur d’alumini i alúmina). L’exemple més senzill és la descomposició del metà a 900°C:
La deshidrociclació dóna hidrocarburs aromàtics. Es fa a 450-550 °C amb catalitzadors tals com òxid de crom sobre alúmina. Del n -hexà i dels alcans en C₇ i C₈ s’obtenen benzè, toluè i xilens. L' alquilació (condensació d’un alcà amb una olefina) dóna alcans ramificats, adequats per a carburants (catalitzadors: clorur i bromur d’alumini i trifluorur de bor). L’alquilació pot ésser feta també tèrmicament, però els productes resultants són diferents dels obtinguts catalíticament. La isomerització transforma els alcans lineals en ramificats, p ex el n -butà en isobutà. La reacció es fa a 90-100°C i a pressió (catalitzador: clorur o bromur d’alumini). L' oxidació pot ésser feta amb vapor d’aigua, oxigen o aire, amb catalitzadors o sense. Amb vapor d’aigua s’obté monòxid de carboni i hidrogen; l’oxidació del gas natural amb aire a 460°C i catalitzador fosfat d’alumini - òxid de coure, dóna una mescla de metanol, formol, acetaldehid, etc: l’oxidació en fase líquida dels alcans superiors dóna, especialment, àcids carboxílics de cadena llarga. L' halogenació és feta directament amb halògens amb ajut de la llum i de catalitzadors (metalls i carbó actiu), i permet d’obtenir derivats halogenats, tals com els clorurs metílic i etílic, les parafines clorades i els perfluoroalcans. La nitració té lloc segons la reacció
és feta en fase vapor (alcans inferiors) o en fase líquida (alcans superiors); la sulfonació és realitzada, generalment, amb clorur de sulfuril
dóna clorurs d’alquilsulfoni, que per saponificació condueixen a sulfats metàl·lics utilitzables com a detergents.