탄소화합물의 제조법·성질·반응·용도 등을 다루는 학문이다. 원래 생명체의 구성성분, 또는 대사(代謝) 등으로 만들어지는 화합물의 구조나 화학반응에 대하여 연구하는 분야를 연구한다. 화학적 변환에 의한 조작이 주내용이었으나, 현재는 구조의 결정에 분광학(分光學)이나 X선회절법 등이 도입되고, 구조나 반응의 설명에도 양자역학적(量子力學的) 수법을 쓰는 등 물리학에 접근하는 경향도 나타내고 있다. 또 생물의 효소반응(酵素反應)·대사·유전(遺傳) 등의 현상에 도전하는 생물화학도 생기는 등 그 분과(分科)도 진행되고 있다