Die metallorganische Chemie ist die Untersuchung von chemischen Verbindungen, die Bindungen zwischen Kohlenstoff und einem Metall enthalten. Sie kombiniert Aspekte der anorganischen Chemie (die Untersuchung von Nicht-Kohlenstoff-Bindungen) und der organischen Chemie (die Untersuchung von Kohlenstoff-Bindungen).

Beispiele für organometallische Verbindungen sind Tetraethylblei; es wurde in der Vergangenheit als Kraftstoffzusatz (verbleites Benzin) verwendet. Auch Methylcobalamin (Vitamin B12) ist eine häufige organometallische Verbindung.