الكيمياء العضوية (Organic Chemistry) هي أحد فروع علم الكيمياء. وهي العلم الذي يدرس بناء وخواص وتركيب وتفاعلات المركبات الكيميائية التي تحتوي على عنصر الكربون كعنصر أساسي بالإضافة إلى عناصر أخرى. ومن النادر وجود مركب من المركبات العضوية خالي من عنصر الهيدروجين, ويمكن أن تحتوى على أي عدد آخر من العناصر, مثل النيتروجين, والأكسجين, والهالوجينات, وأحيانا قليلة الفسفور, أو الكبريت. التعريف الأصلي للكيمياء العضوية تم اختياره بصورة خاطئة اعتمادا على أن هذه المركبات كانت دائما ما تنتمى بشكل أو بآخر للعمليات الحيوية في الكائنات الحية. ولاحقا تم التعامل مع هذه المركبات التي تنتمى للعمليات الحيوية في فرع من فروع الكيمياء العضوية يسمى الكيمياء الحيوية. بينما تتعامل الكيمياء غير العضوية بعيدا عن مركبات الكربون المعقدة, والتي لا تحتوى على روابط كربون-كربون (مثل أكسيدات الكربون والأحماض والأملاح والكاربيدات والمعادن). وهذا بالطبع لا ينفى وجود مركبات عضوية غير معقدة لا تحتوى على روابط كربون-كربون (مثل الميثان ومشتقاته البسيطة). ونظرا للخواص الفريدة للمركبات عديدة الكربون فإنه يوجد مدى بالغ الإتساع لاستخدامات المركبات العضوية. فمثلا تدخل المركبات العضوية كمكونات أساسية في عديد من المنتجات مثل البويات واللدائن والطعام والمتفجرات والأدوية والمنتجات البتروكيماوية والعديد من المنتجات الأخرى. وبالطبع (بعيدا عن بعض الاستثناءات البسيطة) فإنها تكون أساس كل العمليات الحيوية. كما أن اختلاف أشكال ونشاط المستبدلات في المركبات العضوية يؤدى لوجود وظائف وأشكال مختلفة لهذه المركبات, مثل حفز الإنزيمات في التفاعلات الحيوية في الأنظمة الحية. وهذه التفاعلات بشكل أو بآخر تعتبر المحور الذي تدور حوله أشكال الحياة. ونظرا للخواص الفريدة للكربون, فإنه يعتقد أنه يمكن أن يوجد شكل من أشكال الحياة على النجوم الأخرى اعتمادا على الكربون, وذلك على الرغم من احتمالية تغيير ذرة الكربون سيليكون والذي يقع أسفل الكربون في الجدول الدوري. كما تتضمن أيضا الكيمياء العضوية التصنيع الكايرالي والكيمياء الخضراء وكيمياء الموجات الصغيرة والفلورين ومطياف الموجات القصيرة. وتعتبر الكيمياء العضوية أحد أهم فروع الكمياء الحديثة وتدرس كمنهج منفصل في الكثير من الأنظمة التعليمية في أنحاء العالم.
الكيمياء العضويه 
