植物化學是對植物化學物質的研究，植物化學物質是從植物中提取的化學物質。 植物化學家努力描述植物中發現的大量次級代謝產物的結構、這些化合物在人類和植物生物學中的功能以及這些化合物的生物合成。 植物出于多種原因合成植物化學物質，包括保護自身免受昆蟲侵襲和植物病害。 在植物中發現的化合物種類繁多，但大多數可分為四大類主要生物合成類：生物堿、苯丙素、聚酮化合物和萜類化合物。

植物化學可以被認為是植物學或化學的一個子領域。 借助民族植物學，可以在植物園或野外開展活動。 針對人類（即藥物發現）使用的植物化學研究可能屬于生藥學學科，而側重于植物化學物質的生態功能和進化的植物化學研究可能屬于化學生態學學科。 植物化學也與植物生理學領域有關。

植物化學領域常用的技術是天然產物的提取、分離和結構解析（MS、一維和二維核磁共振），以及各種色譜技術（MPLC、HPLC 和 LC-MS）。

許多植物產生化合物來防御食草動物。 下面描述了主要的藥理活性植物化學物質類別，并舉例說明了含有它們的藥用植物。 人類住區周圍經常被含有植物化學物質的雜草所包圍，例如蕁麻、蒲公英和繁縷。

許多植物化學物質，包括姜黃素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、染料木黃酮和白藜蘆醇，都是泛檢測干擾化合物，在藥物發現中沒有用處。

生物堿是一種有苦味的化學物質，廣泛存在于自然界中，而且通常有毒。 有幾種具有不同作用方式的藥物，包括娛樂性和藥物xxx物。 不同類別的藥物包括阿托品、東莨菪堿和天仙子胺（均來自茄屬植物），傳統藥物黃連素（來自小檗和馬冬果等植物）、咖啡因（Coffea）、可卡因（Coca）、麻黃堿（Ephedra）、嗎啡（罌粟） )、尼古丁（煙草）、利血平（Rauvolfia serpentina）、奎尼丁和奎寧（金雞納）、長春胺（Vinca minor）和長春新堿（長春花）。

• 罌粟罌粟是生物堿嗎啡和可待因的來源。
• 煙草中的生物堿尼古丁直接與人體的煙堿型乙酰膽堿受體結合，從而產生藥理作用。
• 顛茄 Atropa belladonna 可產生托烷類生物堿，包括阿托品、東莨菪堿和天仙子胺。
• N,N-二甲基色胺 (DMT) 是一種強大的迷幻化合物，存在于全球多種植物中，常見于含羞草和金合歡屬植物中，但也存在于 Philaris Aquatica 等草類中。

蒽醌苷存在于番瀉葉、大黃和蘆薈中。

強心苷是來自毛地黃和鈴蘭等植物的植物化學物質。 它們包括用作利尿劑的地高辛和洋地黃毒苷。

• 番瀉葉含有蒽醌苷，幾千年來一直被用作瀉藥。
• 毛地黃洋地黃含有地高辛，一種強心甙。 早在糖苷被發現之前，這種植物就被用于治療心臟病。
• 地高辛用于治療心房顫動、心房撲動，有時還用于治療心力衰竭。

幾類多酚廣泛存在于植物中，包括花青素、植物雌激素和單寧。

• 當歸，含有植物雌激素
• 多酚包括植物雌激素（頂部和中間）
• 花青素是一類多酚，可影響許多植物的顏色。
• 單寧酸是植物產生的許多復雜多酚結構的一個例子。

在樹脂植物如針葉樹中發現了多種萜烯和萜類化合物。 它們是芳香的，可以xxx食草動物。 它們的香味使它們在精油中很有用，無論是用于玫瑰和薰衣草等香水，還是用于芳香療法。 有些具有藥用價值：百里酚是一種防腐劑，曾被用作驅蟲劑（抗蠕蟲藥）。

• 普通百里香 (Thymus vulgaris) 的精油，含有單萜百里酚，是一種防腐劑和抗真菌劑。
• 百里酚是植物中發現的多種萜烯之一。
• 萜烯是異戊二烯的聚合物

與細菌和真菌相反，大多數植物代謝途徑并未分組為生物合成基因簇。