Stereochemie is de studie van hoe moleculen worden beïnvloed door de manier waarop hun atomen in de ruimte zijn gerangschikt. Het wordt ook wel 3D-chemie genoemd, omdat het woord stereo driedimensionaal betekent. Met behulp van stereochemie kunnen chemici de relaties tussen verschillende moleculen die uit dezelfde atomen zijn opgebouwd, uitwerken. Ze kunnen ook het effect op de fysieke of biologische eigenschappen bestuderen die deze relaties aan moleculen geven. Wanneer deze relaties de reactiviteit van de moleculen beïnvloeden wordt dit dynamische stereochemie genoemd.
In de chemie hebben sommige moleculen meer dan één isomeer. Dit betekent dat moleculen verschillende vormen kunnen hebben, ook al bestaan alle vormen uit dezelfde atomen. Er zijn twee soorten isomeren. Grondwettelijke isomeren hebben dezelfde atomen, maar ze zijn verschillend verbonden. Stereo-isomeren hebben dezelfde atomen, ze zijn op dezelfde manier samengevoegd, maar de atomen zijn anders gerangschikt in de ruimte. Een belangrijk onderdeel van de stereochemie is de studie van chirale moleculen. Deze moleculen zien er bijna identiek uit, behalve dat het ene molecuul het spiegelbeeld is van het andere.
In de meeste chemische bindingen zijn de atomen van een molecuul vrij om te bewegen zonder de bindingen te breken. Wanneer een molecuul een dubbele binding of een ringstructuur heeft, kan het molecuul in verschillende isomeren worden gesorteerd. Dit zijn moleculen met dezelfde chemische structuur maar met verschillende vormen.
De studie van de stereochemische problemen bestrijkt het hele scala aan organische, anorganische, biologische, fysieke en supramoleculaire chemie.
