Il grado di insaturazione (U), o indice di carenza di idrogeno (IHD), è definito come la differenza nel numero di coppie di atomi di idrogeno tra il composto e l'alcano aciclico con lo stesso numero di atomi di carbonio. Ogni doppio legame o anello costa due atomi di idrogeno rispetto ad un analogo saturo e risulta in un grado di insaturazione.
Il grado di insaturazione degli idrocarburi è U = (2C + 2 − H) / 2, dove C è il numero di atomi di carbonio e H è il numero di atomi di idrogeno.
Per gli idrocarburi e gli ioni sostituiti, il grado di insaturazione viene calcolato aggiustando l'equazione per la differenza di valenza.
Nei composti organoalogenati gli atomi di alogeno, essendo monovalenti, sono trattati come equivalenti agli atomi di idrogeno. Pertanto, la formula per calcolare il grado di insaturazione per i composti contenenti atomi di alogeno è U = (2C + 2 − (H + X)) / 2, dove X è il numero di atomi di alogeno.
Gli atomi di ossigeno bivalenti nei composti organo ossigenati vengono ignorati durante il calcolo del numero di saturazione. Ogni atomo di azoto trivalente nei composti organo azotati si somma al numeratore: U = (2C + 2 + N − H) / 2, dove N è il numero di atomi di azoto.
Di conseguenza, la formula complessiva per il grado di insaturazione è U = (2C + 2 + N − (H + X)) / 2.