有机金属化学是有机化学和无机化学交叉的一门分支课程，主要研究含有M-C键的物质（即金属有机化合物）的化学反应、合成等各种问题。

金属有机化学和有机金属化学是同一概念不同的说法，直译英文为有机金属化学（Organometallic Chemistry），中文习惯为金属有机化学。纵观金属有机化学发展史，其特点是——有趣又有用，有趣在于其具有多样性和意外性，因此，有人说：金属有机化学的历史是一部充满意外发现的历史。

最早的金属有机化合物是1827年由丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而合成的；比俄国门捷列夫1869年提出元素周期表约早40年，与有机合成之父Wöher合成尿素几乎同一时期（1828年）（附：有机化学发展之父Liebig, Jusius Liebig's Annalen 的创刊人）。

金属与烷基以s键直接键合的化合物是1849年由Frankland在偶然的机会中合成的（Frankland是He的发现人）。他设计的是一个获取乙基游离基的实验：

实验中误将C4H10当成了乙基游离基；但是这却是获得二乙基锌的惊人发现。所以，人们称这个实验为“收获最多的失败”。直到1900年Grignard试剂发现前，烷基锌一直作为是重要的烷基化试剂使用。

1890年Mond发现了羰基镍的合成方法；1900年Grignard发现了Grignard试剂（获得1912年诺贝尔化学奖）。但是，金属有机化学飞速发展的契机仍是：1951年Pauson和Miller合成著名的“夹心饼干”——二茂铁，及1953年末Ziegler领导的西德MaxPlank煤炭研究所发现的Ziegler催化剂。随后，Natta发现Natta催化剂，史合称Ziegler-Natta催化剂。Wilkison, Fischer（1973年）,Ziegler, Natta（1963年）等由于这些研究获得了诺贝尔化学奖。 1950年初，是金属有机化学新纪云的开端。

1979年研究烯烃硼氢化的H.C.Brown与有机磷Wittig反应者Wittig获得诺贝尔化学奖。Lipscomb（1976年）由于对硼烷类的缺电子键的理论研究获得了诺贝尔化学奖。

2000年Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa因Ziegler-Natta催化合成导电高分子——聚乙炔而获得诺贝尔奖。

2010年Richard F. Heck、Ei-ichi Negishi、Akira Suzuki因“有机合成中钯催化交叉偶联”的研究而获得诺贝尔奖

根据《IUPAC有机化学命名原则》的规定，“基于命名目的，将至少含有一个碳原子，同时不包含任何来自1-12族的元素（氢除外），且可以用本书提到的原则命名的结构视为有机物”，我们通常将包含1-12族的金属的有机金属化合物视为无机物，而将不包含这些元素，且可以用《IUPAC有机化学命名原则》命名的有机金属化合物视为有机物。

金属有机化合物（organometallic compound）是金属与有机基团以金属与碳直接成键而成的化合物 ；因而，金属与碳间有氧、硫、氮等原子相隔时，不管该金属化合物多么像金属有机化合物，也不能称为金属有机化合物，而是由配位化学研究的无机配合物。

即使有金属-碳键存在的化合物，有些性质显然与金属有机化合物相差较大，如金属碳化物（CaC2, Mg2C3, Al4C3） （carbide）和氰化物（KCN）（cyanide）。因此不属于金属有机化学研究范畴。

以一氧化碳作为配体的羰基金属虽然是无机配合物，但与其他金属有机化合物性质相似且关系密切，因此也属于金属有机化学研究范畴。

金属氢化物虽然是无机物，但与金属有机化合物关系密切，因此也属于金属有机化学研究范畴。

B或Si-C化合物是金属有机化合物。周期表位于P以下的As, Sb, Bi的化合物，通常按金属有机化合物处理。通常含金属-氮（M-N）化合物不具备有机金属化合物性质；但是，新合成的N2配位络合物，如美国人称为“珍珠港络合物”（Pearl Harbor complex:纪念二战珍珠港事件）的CoH（N2）（PPh3）3,属于金属有机化合物（N2,CO是等电子的）类似羰基金属化合物。

电负性也用作定义标准，一般将电负性在2.0（含2.0）以下元素与C成键的化合物称为金属有机化合物。