Organometalik kimya, metal içeren organik bileşiklerle ilgilenen bir bilim dalıdır ve en az bir metal-karbon bağı içeren bileşiklerin kimyasıdır. Organometalik kimya, organik ve anorganik kimya dallarının birleşimi olarak düşünülebilir. Yapı olarak sadece bir metal-karbon bağı yeterli olduğundan sentezlenebilecek bileşik sayısı neredeyse bir milyonu aşar.
Organometalik bileşikler, yeni karbon-karbon bağı oluşturmak için elektrofilik karbon ile reaksiyona girerek nükleofilik karbon atomlarına kaynak sağlarlar. Böylelikle basit başlangıç maddesinden kompleks molekül de sentezlenebilir hale gelir.