Το βενζόλιο έχει ειδικές ιδιότητες που ονομάζονται αρωματικότητα. Και τα έξι άτομα άνθρακα του δακτυλίου βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο. Για να εξηγηθούν όλοι οι δεσμοί σε έναν δακτύλιο έξι ατόμων άνθρακα, πρέπει να υπάρχουν εναλλασσόμενοι διπλοί δεσμοί άνθρακα (συζευγμένο σύστημα):
Αν το βενζόλιο είχε τρεις διπλούς δεσμούς, τρεις πλευρές του δακτυλίου του θα ήταν μικρότερες από τις άλλες τρεις πλευρές. Η περίθλαση ακτίνων Χ δείχνει ότι και οι έξι δεσμοί άνθρακα-άνθρακα στο βενζόλιο έχουν το ίδιο μήκος 140 πικομέτρων (pm). Τα μήκη των δεσμών C-C είναι μεγαλύτερα από έναν διπλό δεσμό (135 pm) αλλά μικρότερα από έναν απλό δεσμό (147 pm). Αυτή η ενδιάμεση απόσταση συνάδει με την αποεστίαση ηλεκτρονίων: τα ηλεκτρόνια για το δεσμό C-C κατανέμονται εξίσου μεταξύ καθενός από τα έξι άτομα άνθρακα. Το μόριο είναι επίπεδο. Μια αναπαράσταση είναι ότι η δομή υπάρχει ως υπέρθεση των λεγόμενων δομών συντονισμού, παρά κάθε μορφή ξεχωριστά. (Με άλλα λόγια, οι διπλοί δεσμοί του μορίου αλλάζουν γρήγορα μεταξύ ζευγών ατόμων άνθρακα). Η αποκέντρωση των ηλεκτρονίων είναι μια εξήγηση για τη θερμοδυναμική σταθερότητα του βενζολίου και των συναφών αρωματικών ενώσεων. Είναι πιθανό ότι αυτή η σταθερότητα συμβάλλει στις ιδιόμορφες μοριακές και χημικές ιδιότητες που είναι γνωστές ως αρωματικότητα. Για να υποδηλωθεί η αποεντοπισμένη φύση του δεσμού, το βενζόλιο συχνά απεικονίζεται με έναν κύκλο μέσα σε μια εξαγωνική διάταξη ατόμων άνθρακα.
Όπως συνηθίζεται στην οργανική χημεία, τα άτομα άνθρακα στο παραπάνω διάγραμμα δεν έχουν επισημανθεί. Συνειδητοποιώντας ότι κάθε άνθρακας έχει 2p ηλεκτρόνια, κάθε άνθρακας δίνει ένα ηλεκτρόνιο στον αποεντοπισμένο δακτύλιο πάνω και κάτω από τον δακτύλιο του βενζολίου. Είναι η επικάλυψη των p-τροχιακών τόσο πάνω όσο και κάτω από τον δακτύλιο που παράγει τα νέφη πι.
Το 1986, ορισμένοι χημικοί αμφισβήτησαν την άποψη για το βενζόλιο σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature. Έδειξαν ότι τα ηλεκτρόνια στο βενζόλιο είναι σχεδόν σίγουρα εντοπισμένα σε συγκεκριμένα άτομα άνθρακα. Έδειξαν ότι οι αρωματικές ιδιότητες του βενζολίου προέρχονται από τη σύζευξη σπιν και όχι από την αποεστίαση των ηλεκτρονίων. Άλλοι επιστήμονες έγραψαν άρθρα για να υποστηρίξουν αυτή την άποψη στο περιοδικό Nature το 1987. Όμως, οι χημικοί αργούν να μεταστραφούν από την άποψη των αποεντοπισμένων ηλεκτρονίων.
Τα παράγωγα του βενζολίου εμφανίζονται αρκετά συχνά ως συστατικό οργανικών μορίων, ώστε να υπάρχει ένα σύμβολο Unicode στο μπλοκ Διάφορα τεχνικά με τον κωδικό U+232C (⌬) για την αναπαράστασή του με τρεις διπλούς δεσμούς και U+23E3 (⏣) για μια αποδιαταγμένη έκδοση.
