Organik kimya, karbon atomu içeren bileşenlerin yapısını, özelliklerini ve kimyasal tepkimelerini inceleyen kimyanın bir dalıdır. Bu alanda yapılan araştırmalar, moleküllerin yapısal formüllerini ortaya koymayı, fizik‑kimyasal özelliklerini ve reaktivitesini değerlendirmeyi, ayrıca doğal ürünler, ilaçlar ve polimerler gibi maddelerin sentezini laboratuvar ya da bilgisayar ortamında (in silico) incelemeyi kapsar.
Bu bilim dalında yalnızca hidrokarbonlar (sadece karbon ve hidrojen içeren bileşikler) değil, aynı zamanda oksijen, azot, kükürt, fosfor gibi elementleri de barındıran organik moleküller incelenir. Organometalik kimya, karbon‑metal bağları içeren bileşikleri ele alırken, güncel çalışmalar çinko, bakır, paladyum, nikel, kobalt, titanyum ve krom gibi geçiş metalleriyle oluşan organometalik kompleksleri de kapsar.
Karbonun dört bağ yapabilme yeteneği, tekli, çiftli ve üçlü bağların yanı sıra aromatik ve konjuge sistemlerin oluşmasına izin verir; bu da organik bileşiklerin çeşitliliğini büyük ölçüde artırır. Bu çeşitlilik, ilaçlar, petrokimyasallar, plastikler, yakıtlar ve patlayıcılar gibi birçok ticari ürünün temelini oluşturur.
Organik kimya, organometalik kimya ve biyokimya ile kesişirken aynı zamanda tıp kimyası, polimer kimyası ve malzeme bilimiyle de güçlü bağlar kurar.
Organik ve inorganik kimya arasındaki sınırların bulanık olduğu sık sık unutulur; örneğin enzimlerde demir ve bakır gibi metaller bulunur ve diş, kemik gibi yapılar hem organik hem de inorganik bileşenler içerir. Tek karbonlu organik bileşikler (metan ve türevleri) gibi örnekler, inorganik kimyanın da karbonlu bileşikleri kapsadığını gösterir.
Karbonun benzersiz kimyasal özellikleri, Dünya dışı yaşamın da benzer bir temele dayanabileceği düşüncesini destekler; silisyum gibi benzer elementlerin de dış uzayda yaşam için aday olabileceği öne sürülür. Organik kimyanın alt dalları arasında kiral sentez, yeşil kimya, mikrodalga kimyası, fullerene araştırmaları ve mikroskopi gibi konular yer alır.
