Cyclohexan liegt aufgrund der großen Winkel- und Torsionsspannung, die es in der planaren Struktur erfahren würde, nicht in planarer Form vor. Stattdessen nimmt es nichtplanare Sessel- und Bootskonformationen an.
Die Sesselform ist die stabilste und verdankt ihren Namen der Ähnlichkeit mit einem „Lehnstuhl“. In der Sesselkonformation sind zwei Kohlenstoffatome außerhalb der Ebene angeordnet – eines oben und eines unten, wodurch die Torsionsspannung minimiert wird. In der Sesselform liegt der Bindungswinkel sehr nahe am idealen Tetraederwert und weist daher keine Winkelspannung auf. Die Bootskonformation, deren Name auf die Ähnlichkeit mit einem Boot zurückzuführen ist, weist eine um 30 kJ/mol höhere Spannungsenergie auf als die stabile Sesselform. Obwohl die Bootsform keine Winkelspannung aufweist, weist sie aufgrund der nach oben gerichteten Methylengruppen eine erhebliche Torsionsspannung auf. Aufgrund der Nähe der Wasserstoffatome in diesen Gruppen kommt es außerdem zu starken Van-der-Waals-Abstoßungen, die als „Flaggenpol-Wechselwirkungen“ bekannt sind und die Bootsform zusätzlich destabilisieren. Daher verdreht die Bootsform leicht eine ihrer C-C-Bindungen, um die Twist-Boot-Konformation zu erzeugen. Aufgrund der Verdrehung sind die Wasserstoffatome der Fahnenmasten nun leicht voneinander entfernt, wodurch sich die Gesamtspannung um 7 kJ/mol verringert.
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