La chimie organique concerne toutes les molécules constituées de carbone(s) liés à d'autres éléments comme l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le soufre, les halogènes, ou des métaux, parmi d'autres.
Elle représente la base principale de la biochimie, qui est l'étude des molécules d'origine naturelle et de leurs interactions. Elle est présente dans la majeure partie des grandes industries (matériaux, colorants, médicaments…), ce qui lui confère un rôle économique de premier plan.
Une première partie aborde les hybridations du carbone, de l'oxygène et de l'azote, qui permettent de définir les structures géométriques des molécules, et développe la stéréochimie sous forme de définitions et d'exemples.
Après avoir pris connaissance des divers effets intra- et intermoléculaires liés à la polarisation et à la nature des liaisons (électronégativité des éléments, effets inducteurs et mésomères, aromaticité, liaisons hydrogènes), la seconde partie présente les entités réactives (carbocations, carbanions, radicaux, carbènes, nitrènes, dipoles-1,3 et ylures).
Il est alors possible d'étudier les grands types réactionnels (substitutions, éliminations, additions, oxydations, réductions et réarrangements), qui regroupent plusieurs centaines de réactions spécifiques faisant intervenir les fonctions principales (alcanes, alcènes, alcynes, alcools, aldéhydes, cétones, acides carboxyliques, amines, nitriles, composés aromatiques…), avec pour la plupart leur mécanisme quand il est connu.
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