כימיה אורגנית היא ענף בכימיה העוסק במבנה, במאפיינים ובתגובות של תרכובותאורגניות - מגוון החומרים המכילים אטומיפחמן ומימן. לבירור הרכב החומר ומבנהו המרחבי נעשה שימוש בספקטרומטריה ובשיטות כימיות ופיזיקליות אחרות. כמו כן נעשה שימוש בשיטות שונות לאומדן הריאקטיביות הכימית, במטרה להבין את התנהגות החומר האורגני בסביבתו הטבעית (אם ניתן), אולם גם בתמיסות, תערובות ובצורות סינתטיות. חקר התרכובות האורגניות כולל לעתים את הכנתן במעבדה על ידי סינתזה או באמצעות תגובות עוקבות.