알칼로이드(Alkaloid)는 주로 식물계에서 발견되는 질소를 포함한 염기성 유기 화합물을 총칭한다. '알칼리(alkali)'와 '닮았다(-oid)'는 의미의 용어가 결합된 것으로, 산과 반응하여 염을 형성하는 알칼리성 성질에서 그 이름이 유래하였다. 대개 분자 구조가 복잡하고, 질소 원자가 헤테로 고리(heterocyclic ring) 구조 내에 포함되어 있는 것이 특징이다. 대부분 식물에서 합성되지만, 드물게 균류, 박테리아, 일부 동물군에서도 발견된다.

화학적으로 알칼로이드는 대부분 무색의 결정성 고체 상태를 유지하며, 예외적으로 니코틴이나 코니인처럼 질소 함량이 낮고 구조가 단순한 경우 액체 상태로 존재하기도 한다. 대다수의 알칼로이드는 물에는 거의 녹지 않지만 알코올, 에테르, 클로로포름과 같은 유기 용매에는 잘 녹는 특성을 보인다. 반면, 산과 결합하여 생성된 알칼로이드 염은 물에 대한 용해도가 매우 높아지는 성질이 있어, 식물체 내에서의 이동이나 약품 제조 과정에서 중요한 지표가 된다.

생물학적 관점에서 알칼로이드는 식물의 자기 방어 기제 중 하나로 해석된다. 강한 쓴맛을 내거나 신경계에 작용하는 독성을 지니고 있어, 초식 동물이나 곤충의 공격으로부터 식물 자신을 보호하는 역할을 수행한다. 또한 식물의 질소 대사 과정에서 생성되는 부산물을 저장하거나 식물 생장을 조절하는 물질로 작용한다는 학설도 존재한다. 주로 양귀비과, 가지과, 미나리아재비과, 매자나무과 등의 쌍떡잎식물에서 풍부하게 발견되며, 특정 종의 뿌리, 줄기, 잎, 씨앗 등에 집중적으로 분포한다.

알칼로이드는 화학적 구조와 탄소 골격에 따라 여러 계열로 분류된다. 대표적으로 피리딘(pyridine) 계열의 니코틴, 퀴놀린(quinoline) 계열의 퀴닌, 이소퀴놀린(isoquinoline) 계열의 모르핀, 인돌(indole) 계열의 레세르핀, 퓨린(purine) 계열의 카페인 등이 있다. 이러한 분류는 화합물의 생화학적 기원과 생리 활성 기전을 이해하는 데 핵심적인 바탕이 된다. 각각의 알칼로이드는 인체의 신경 수용체나 효소와 결합하여 고유한 생리적 반응을 유도한다.

인류는 선사 시대부터 알칼로이드가 포함된 식물을 의약품이나 독물로 이용해 왔다. 적절한 용량을 사용할 경우 진통제, 마취제, 혈압 조절제, 항암제 등 현대 의학에서 필수적인 약물로 가치가 높다. 그러나 많은 알칼로이드가 중추 신경계에 강력한 영향을 미치기 때문에, 오용하거나 남용할 경우 치명적인 중독을 일으키거나 환각 및 의존성을 유발하는 마약류로 분류되기도 한다. 이처럼 알칼로이드는 생체에 미치는 강력한 영향력으로 인해 '약'과 '독'이라는 양면성을 동시에 지닌 화합물로 다루어진다.