헤테로고리 화합물(heterocyclic compound)은 탄소 이외의 원소가 포함된 고리 구조를 가진 유기 화합물이다. 이러한 화합물은 고리 내에 탄소 원소 대신 질소, 산소, 황 등의 원소가 포함되어 있으며, 이러한 원소에 따라 화합물의 성질과 반응성이 달라진다. 헤테로고리 화합물은 다양한 구조와 기능을 가지며, 생물학적 활성을 지닌 많은 약물과 자연 발생 물질의 주요 구성 요소이기도 하다.

헤테로고리 화합물은 일반적으로 두 가지 주요 범주로 나누어진다. 첫 번째는 단순 헤테로고리 화합물로, 고리에 한 개의 헤테로 원소가 포함된 경우이다. 예를 들어 피리딘(pyridine)과 같은 화합물이 이에 해당한다. 두 번째는 복합 헤테로고리 화합물로, 두 개 이상의 헤테로 원소가 포함된 경우를 말하며, 예를 들어 이미다졸(imidazole)과 같은 화합물이 있다.

헤테로고리 화합물은 생화학, 의약 화학, 농화학 분야에서 중요한 역할을 한다. 특히, 많은 생리활성 화합물 및 약물의 구조에서 발견되며, 그 예로는 항생제, 항바이러스제, 항암제 등이 있다. 이들은 종종 특정 효소나 수용체에 대한 선택적 작용을 가지며, 생체 내에서의 다양한 생리적 과정에 관여한다.

헤테로고리 화합물의 합성 방법은 다양하며, 시작 물질의 구조와 원하는 헤테로고리의 종류에 따라 여러 가지 화학적 접근법이 사용된다. 일반적으로는 고리 형성을 위한 반응, 치환 반응, 또는 리간드를 포함한 메탈 촉매 반응 등이 포함된다.

따라서, 헤테로고리 화합물은 그 다양성, 생물학적 중요성, 의약품 개발에서의 응용 가능성 등으로 인해 현대 화학에서 중요한 연구 대상이 되고 있다.