Изучает соединения углерода с другими элементами — т. н. органические соединения и законы их превращений. Как самостоятельная область химии стала складываться лишь в 19 в.; термин «органическая химия» введен Й. Берцелиусом в 1827. Большое влияние на развитие органической химии оказала теория химического строения (А. М. Бутлеров, 1861). Способность углерода соединяться с большинством элементов и образовывать молекулы самого различного состава и строения (цепного, циклического, с простыми и кратными связями между атомами) обусловливает огромное многообразие органических соединений (к 90-м гг. 20 в. их число превысило 10 млн.). Синтез многочисленных органических веществ привел к созданию новых отраслей промышленности — синтетических красителей, полимеров, искусственного жидкого топлива и др. Успехи органической химии позволили рационально использовать нефть, каменный уголь, природный газ, лесохимическое и другое сырье. Пользуясь методами органической химии, удалось установить структуру белков, нуклеиновых кислот и других сложных природных соединений, синтезировать витамины, некоторые гормоны, ферменты. Ряд направлений органической химии благодаря их интенсивному развитию вырос в большие специальные разделы.