Doğal kimyasallar, organik kimya alanında bulunan ve doğal kaynaklardan elde edilen kimyasal bileşiklerdir. Organik kimya, karbon temelli bileşiklerin yapısını, özelliklerini ve reaksiyonlarını inceleyen kimya dalıdır. Doğal Kimyasallar genellikle bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalar tarafından üretilir. Bitkiler, doğal kimyasallarla zengin bir kaynaktır. Bu bitkisel kimyasallar, bitkilerin büyüme, savunma ve iletişim gibi çeşitli biyolojik fonksiyonlarını yerine getirmelerine yardımcı olur. Örneğin, bitkilerin yapraklarındaki klorofil, fotosentez sırasında güneş enerjisini emen ve bitkilere enerji sağlayan bir doğal kimyasaldır. Ayrıca, bitkilerin çiçeklerinde, meyvelerinde ve köklerinde bulunan uçucu yağlar, aroma ve koku veren doğal kimyasal bileşiklerdir.

Hayvanlar da doğal kimyasallar üretebilir. Örneğin, böceklerin savunma mekanizmaları için zehirli veya kokulu doğal kimyasallar üretebilirler. Arıların bal üretmek için nektardan ürettikleri enzimler ve diğer bileşikler de doğal kimyasallar arasındadır. Mikroorganizmalar da doğal kimyasalların üretiminde önemli rol oynar. Antibiyotikler gibi tıbbi öneme sahip birçok doğal kimyasal, mikroorganizmalar tarafından üretilir. Bunlar, bakteri ve mantarlar gibi mikroorganizmaların çevrelerinde rekabet avantajı sağlamak veya yabancı organizmalarla etkileşime girmek için ürettikleri bileşiklerdir.

Doğal kimyasallar, ilaç endüstrisi, kozmetik, tarım, Gıda ve diğer birçok alanda kullanılır. Ayrıca, doğal kimyasal bileşiklerin yapıları değiştirilerek yeni ilaçlar, sentetik malzemeler ve diğer endüstriyel ürünler geliştirilebilir. Doğal kimyasallar, doğada bulunan canlı organizmaların kimyasal yapılarının incelenmesiyle elde edilen önemli bir bilgi kaynağıdır. Bu kimyasalların özellikleri ve etkileşimleri, biyokimya, farmakoloji ve ilaç tasarımı gibi alanlarda araştırmacılar tarafından değerlendirilir. Doğal kimyasal bileşikler katı, sıvı veya gaz halinde olabilir. Katılar, sıvılar veya doğal gazlar, tek tek elementlerden oluşabilir veya moleküller halinde birçok element içerebilir. 

• Gazlar : Oksijen ve nitrojen doğal gazlardır. Soluduğumuz havanın büyük bir bölümünü oluştururlar. Hidrojen, dünyadaki en yaygın doğal gazdır.
• Sıvılar : Belki de dünyadaki en önemli sıvı sudur. Hidrojen ve oksijenden oluşan su, diğer birçok sıvıdan farklı davranır, örneğin donduğunda genleşir. Bu doğal kimyasal davranışın, dünyanın ve kesinlikle diğer gezegenlerin jeolojisi, coğrafyası ve biyolojisi üzerinde derin bir etkisi vardır.
• Katılar : Doğada bulunan her katı madde bu maddelerden oluşur. Bitki lifleri, hayvan kemikleri, kayalar ve toprağın tümü Kimyasal bileşiklerinden oluşur . Bakır ve çinko gibi bazı mineraller tamamen aynı elementten yapılmıştır, ancak Granit birkaç farklı elementten oluşan magmatik kayaya bir örnektir.

Alkaloitler bitkilerde bulunan ve genellikle nitrojen içeren organik bileşiklerdir. Alkaloitlere örnek olarak morfin, kafein, kinin gibi maddeler sayılabilir. Karotenoidler, bitkilerde bulunan geniş bir kimyasal sınıfıdır. Aromatik özellikleriyle tanınırlar. Örneğin limonen, mentol, karotenoidler terpenlere örnektir. Flavonoidler bitkilerde bulunan renkli pigmentlerdir. Antioksidan özelliklere sahiptirler ve bitkilerin rengini belirlerler. Quercetin, kaempferol ve kateşin gibi maddeler flavonoidlere örnektir. Fenolik asitler bitkilerde bulunan fenol türevleridir. Antioksidan özelliklere sahiptirler ve bitkilerin savunma mekanizmalarında önemli rol oynarlar. Salisilik asit, kafeik asit, ferulik asit fenolik asitlere örnektir.

Steroidler hayvanlarda ve bitkilerde bulunan dört halkalı yapıya sahip organik bileşiklerdir. Östrojen, testosteron ve kolesterol steroid örnekleridir. Antibiyotikler, mikroorganizmalar tarafından üretilen, bakteri, mantar veya diğer mikroorganizmaları öldürebilen veya büyümelerini önleyebilen doğal kimyasallardır. Penisilin, streptomisin, eritromisin gibi maddeler antibiyotiklere örnektir. Fitokimyasal, bitkilerde doğal olarak bulunan çeşitli kimyasal bileşikleri kapsayan genel bir terimdir. Bu grupta flavonoidler, karotenoidler ve fenolik asitler gibi birçok tür bulunmaktadır. Toksinler, bazı bitki, hayvan ve mikroorganizmalar tarafından üretilen ve toksik etki gösteren doğal kimyasallardır. Örneğin kurşun, arsenik ve bazı mantarların ürettiği toksinler toksinlere örnektir.

Birçok doğal kimyasal bileşik katı halde bulunur. Örneğin, tuz (sodyum klorür), şeker (sakaroz), Elmas (karbon), kuvars (silisyum dioksit) gibi birçok bileşik katı halde bulunabilir. Katılar, düzenli bir yapıya sahip oldukları için belirli bir şekil ve hacme sahiptirler. Bazı doğal kimyasal bileşikler sıvı halde bulunur. Örneğin, su (hidrojen ve oksijenin birleşimi), alkol (etanol), petrol (karmaşık hidrokarbon karışımı) gibi birçok bileşik sıvı halde bulunabilir. Sıvılar, belirli bir şekle değil, ancak belirli bir hacme sahiptirler ve konteynerin şeklini alırlar. Diğer doğal kimyasal bileşikler gaz halinde bulunabilir. Örneğin, Oksijen (O2), azot (N2), hidrojen (H2) gibi birçok bileşik gaz halindedir. Gazlar, belirli bir şekil veya hacme sahip değildirler ve konteyner içinde genişleyebilirler. Doğal kimyasal bileşikler, farklı elementlerin birleşimiyle oluşan moleküller halinde bulunabilir. Bu moleküller, atomların bağlanmasıyla oluşan kimyasal bağlarla bir arada tutulurlar. Bileşiklerdeki atomlar ve bağlanma şekilleri, bileşiğin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirler.