Wzór elektronowy pokazuje, że wszystkie sześć atomów węgla w pierścieniu aromatycznym benzenu ma hybrydyzację sp2, a każdy węgiel posiada niesparowany elektron na orbitalu p, który tworzy chmurę elektronów π nad i pod płaszczyzną pierścienia.
Te elektrony są zdelokalizowane, co oznacza, że nie należą do pojedynczego wiązania podwójnego między konkretnymi atomami węgla, lecz rozkładają się równomiernie na cały pierścień. Dzięki temu wszystkie wiązania C–C w pierścieniu mają tę samą długość, pośrednią między wiązaniem pojedynczym a podwójnym.
Delokalizacja elektronów π powoduje, że pierścień benzenu jest wyjątkowo stabilny energetycznie w porównaniu z przewidywaną strukturą z wiązaniami pojedynczymi i podwójnymi. Ta stabilność i charakterystyczny układ elektronów decydują o tym, że benzen reaguje głównie w substytucji elektrofilowej, a reakcje addycji, które mogłyby zaburzyć aromatyczny układ, zachodzą bardzo niechętnie.
