Organska kemikalija, koja se također naziva organski spoj, definira se kao građena od molekula koje posjeduju atome na bazi ugljika. Konkretno, sastoji se od atoma ugljika vezanih za atome vodika, zajedno s nizom drugih elemenata iz funkcionalnih skupina, kao što su kisik, dušik, sumpor, itd. Obično je organska kemikalija kovalentno vezana, što znači da se elektroni dijele između atoma . Ova karakteristika je razlog zašto organske kemikalije mogu biti strukturirane u niz dugih lanaca i prstenova te tvoriti veze s velikom stabilnošću.
Kao što naziv implicira, organska kemikalija postoji prirodno, iako u velikom broju kombinacija. Zapravo se javljaju u svim živim organizmima i čine jezgru svih bioloških procesa. Međutim, organski spojevi također upravljaju brojnim organskim kemijskim reakcijama. Dvije od najjednostavnijih reakcija koje se događaju su izgaranje i saponifikacija, odnosno hidroliza masti za stvaranje sapuna. Međutim, određene reakcije također mogu proizvesti nove organske tvari, uključujući one koje se koriste za proizvodnju sintetičkih lijekova i sirovina potrebnih za proizvodnju raznih potrošačkih dobara.
Dok je proučavanje organske kemije eskaliralo do pokretanja organskih reakcija izvan živih organizama (in vitro i sinteza novih kemikalija, polje je imalo skromne početke. Zapravo, sve do sredine 19. stoljeća, znanstvenici su vjerovali da je “vitalna sila ” organskih spojeva nije bilo moguće kopirati iz beživotnog materijala. Međutim, ovaj način razmišljanja počeo se mijenjati kada je kemičar Friedrich Wöhler 1828. proizveo ureu iz amonijevog cijanata, prvu poznatu sintezu organske kemikalije iz neorganskog izvora. 1890-ih, rođenje farmaceutske industrije proslavilo se proizvodnjom aspirina iz acetilsalicilne kiseline od strane njemačke tvrtke za lijekove i boje pod nazivom Bayer.
Danas se organski spojevi općenito kategoriziraju kao prirodni ili sintetski, iako postoje i potklasifikacije. Prirodni organski spojevi potječu od živih organizama, tj. biljaka ili životinja. Uključuju mnoge vitamine, ugljikohidrate, masti, aminokiseline, enzime i alkaloide. Sintetski organski spojevi nastaju kemijskom reakcijom, bilo da se izvorni materijal pojavljuje prirodno ili ne. Osim umjetnih materijala, kao što je plastika, primjeri anorganskih spojeva uključuju sulfide, okside i minerale.
Budući da organske kemikalije postoje u svim živim bićima, može se činiti ironično da se Zemlja prvenstveno sastoji od anorganskih materijala. Kora planeta, na primjer, sadrži uglavnom okside, koji se smatraju anorganskim iako sadrže atome ugljika. Drugi spojevi na bazi ugljika postoje u prirodi, ali se još uvijek nazivaju anorganskim. Neki primjeri uključuju kabonate (soli) i alotrope ugljika (dijamanti i grafit).