Comme son nom l’indique, la chimie organométallique est une science qui étudie des molécules organiques qui présentent un lien covalent entre un carbone structural et un métal. Une des premières molécules de ce type, le sel de Zeise, a été synthétisée en 1830 par William Christopher Zeise: trois atomes de chlore sont liés à un atome de platine, qui est à son tour lié au lien double d’un éthylène. Quoi que l’éthylène avait correctement été identifié par Zeise, le mystère de la structure du sel de Zeise a généré un grand intérêt pour ce domaine, contribuant grandement au développement des connaissances en chimie au cours du 19e et 20e siècle. De nos jours, les applications des molécules organométalliques sont multiples, comprenant notamment leur utilisation comme catalyseurs, soit des molécules qui sont ajoutés aux réactifs afin de réduire l’énergie nécessaire pour activer la réaction chimique, ce qui permet son accélération ou sa réalisation dans un contexte expérimental simplifié. À titre d’exemple, des catalyseurs organométalliques peuvent être utilisés pour faciliter des réactions d’hydrogénation, de polymérisation ou d’hydrocarbonylation. 

Quoi que ce n’est pas le cas pour toutes, certaines molécules organométalliques sont biologiquement actives, par leur capacité d’interagir et d’affecter des organismes vivants, ayant des effets adverses ou bénéfiques dose-dépendants. Un des exemples les mieux connus serait la vitamine B12, qui contiennent de multiples liens alkyles-cobalt. Il va sans dire qu’il existe de nombreuses molécules synthétiques organométalliques utilisées en médecine, comme le thiomersal qui possède des propriétés antifongiques et antiseptiques, étant fréquemment utilisé dans des solutions injectables comme préservatif.