유기화학은 탄소를 포함한 화합물의 구조, 성질, 합성 및 반응을 연구하는 화학의 한 분야이다. 탄소는 독특한 결합 특성을 지니고 있어 다른 원소와 다양한 형태로 결합할 수 있으며, 이로 인해 유기화합물은 매우 다양하고 복잡한 구조를 형성한다. 유기화학은 자연계의 많은 물질, 예를 들어 단백질, 탄수화물, 지질, 핵산 등 생명체의 기본 구성 요소를 포함하고 있다. 이러한 물질들은 생명 현상과 관련이 깊으며, 유기화학의 연구는 생화학, 의약화학, 재료화학 등의 분야와 밀접하게 연관되어 있다.

유기화학의 기본 개념에는 기능기, 입체화학, 유기 반응 메커니즘 등이 있다. 기능기는 유기화합물에서 특정한 화학적 성질을 나타내는 원자나 원자 그룹을 의미한다. 입체화학은 분자의 3차원 구조가 화합물의 성질과 반응에 미치는 영향을 연구하는 분야이다. 유기 반응 메커니즘은 화합물이 반응을 통해 다른 화합물로 변환될 때의 경로와 조건을 해석하는 방법론이다. 이러한 이해는 약물 개발이나 새로운 화합물의 설계에 필수적이다.

유기화학의 연구 방법은 다양한 실험기술과 이론적 접근을 포함한다. 합성화학, 분광학, 크로마토그래피와 같은 실험기술을 통해 유기화합물의 구조를 밝혀내고, 성질을 분석하며, 새로운 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 컴퓨터 화학을 이용한 분자 모델링 및 계산화학이 점차 발전하면서, 유기화합물의 행동을 예측하고 반응성을 분석하는 데 기여하고 있다. 이런 다양한 도구와 방법론은 유기화학의 발전을 가속화하고 있다.

유기화학은 제약 산업, 농업화학, 환경 화학 등 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 한다. 약물의 설계 및 합성을 통해 새로운 치료제를 개발하고, 농약의 화학적 성질을 연구하여 작물 보호에 기여하며, 유기 오염물질의 분석과 처리 방법을 제시함으로써 환경 문제 해결에도 기여한다. 따라서 유기화학은 현대 과학기술과 산업의 기초가 되는 필수적인 학문 분야로 자리잡고 있다.