Stereochimia este studiul modului în care moleculele sunt afectate de modul în care atomii lor sunt dispuși în spațiu. Este cunoscută și sub denumirea de chimie 3D, deoarece cuvântul stereo înseamnă tridimensional. Cu ajutorul stereochimiei, chimiștii pot stabili relațiile dintre diferite molecule care sunt alcătuite din aceiași atomi. De asemenea, ei pot studia efectul asupra proprietăților fizice sau biologice pe care aceste relații le conferă moleculelor. Atunci când aceste relații influențează reactivitatea moleculelor, se numește stereochimie dinamică.
În chimie, unele molecule au mai mult de un izomer. Aceasta înseamnă că moleculele pot avea forme diferite, chiar dacă toate formele sunt alcătuite din aceiași atomi. Există două tipuri de izomeri. Izomerii constituționali au aceiași atomi, dar sunt uniți în mod diferit. Stereoisomerii au aceiași atomi, sunt uniți în același mod, dar atomii sunt dispuși diferit în spațiu. O parte importantă a stereochimiei este studiul moleculelor chirale. Aceste molecule par aproape identice, cu excepția faptului că o moleculă este imaginea în oglindă a celeilalte.
În majoritatea legăturilor chimice, atomii unei molecule se pot deplasa liber fără a rupe legăturile. Atunci când o moleculă are o legătură dublă sau o structură inelară, molecula poate fi clasificată în diferiți izomeri. Aceștia sunt molecule cu aceeași structură chimică, dar cu forme diferite.
Studiul problemelor stereochimice acoperă întreaga gamă a chimiei organice, anorganice, biologice, fizice și supramoleculare.
