Die Stereochemie ist die Untersuchung, wie Moleküle durch die Art und Weise beeinflusst werden, wie ihre Atome im Raum angeordnet sind. Sie ist auch als 3D-Chemie bekannt, da das Wort Stereo dreidimensional bedeutet. Mit Hilfe der Stereochemie können Chemiker die Beziehungen zwischen verschiedenen Molekülen, die aus denselben Atomen aufgebaut sind, herausfinden. Sie können auch die Auswirkungen auf die physikalischen oder biologischen Eigenschaften untersuchen, die diese Beziehungen den Molekülen verleihen. Wenn diese Beziehungen die Reaktivität der Moleküle beeinflussen, spricht man von dynamischer Stereochemie.

In der Chemie haben einige Moleküle mehr als ein Isomer. Das bedeutet, dass Moleküle unterschiedliche Formen haben können, auch wenn alle Formen aus den gleichen Atomen bestehen. Es gibt zwei Arten von Isonomeren. Konstitutionelle Isomere haben die gleichen Atome, aber sie sind unterschiedlich verbunden. Stereoisomere haben die gleichen Atome, sie sind auf die gleiche Weise verbunden, aber die Atome sind unterschiedlich im Raum angeordnet. Ein wichtiger Teil der Stereochemie ist die Untersuchung von chiralen Molekülen. Diese Moleküle sehen fast identisch aus, mit der Ausnahme, dass ein Molekül das Spiegelbild des anderen ist.

In den meisten chemischen Bindungen können sich die Atome eines Moleküls frei bewegen, ohne die Bindungen aufzubrechen. Wenn ein Molekül eine Doppelbindung oder eine Ringstruktur hat, kann das Molekül in verschiedene Isomere sortiert werden. Dabei handelt es sich um Moleküle mit der gleichen chemischen Struktur, aber unterschiedlichen Formen.

Die Untersuchung stereochemischer Probleme umfasst das gesamte Spektrum der organischen, anorganischen, biologischen, physikalischen und supramolekularen Chemie.