手性是由物體的三維取向所引起的。如果一個物體不能與其鏡像重合，該物體就具有手性。該體與其鏡像彼此是互為對映的，因此相互稱為對映體。舉一簡單的例子，乳酸可以以形態(tài)1a和1b存在．二者互為鏡像。當(dāng)不存在外部手性環(huán)境時，兩個對映體具有完全相同的化學(xué)和物理性質(zhì)。這味著1a和1b有相同的熔點、溶解度、紅外光譜、核磁共振譜及在色譜(氣相和液相)上相同的保留的間。但有一種性質(zhì)是彼此不同的，那就是它們旋轉(zhuǎn)平面偏振光的能力，雖然在強(qiáng)度上一樣，但方向相反。對映體的這個性質(zhì)稱為光學(xué)活性。能使平面偏振光按順時針方向旋轉(zhuǎn)的1b被指認(rèn)為(+)-乳酸：而其對映體1a被指認(rèn)為(-)―乳酸，在相同條件下1a能使平面偏振光按逆時針方向旋轉(zhuǎn)相同的角度。于是，前者Ib稱為右旋-乳酸，后者1a稱為左旋-乳酸。如將等量的1a和1b即等量的兩個對映體混合，由于其作用相互抵消，因此表現(xiàn)為不能使平面偏振光旋轉(zhuǎn)，稱為無光學(xué)活性。這種混合物又稱為外消旋體(racemate)。因此，可把光學(xué)活性視為區(qū)別兩個對映體的表征。絕大多數(shù)手性化合物是有光學(xué)活性的，但也有極少數(shù)手性化合物，雖是對映體純的化合物，但光學(xué)活性很小或者為零。

　　上述乳酸的例子是分子中有一個不對稱因素(在這里是指一個不對稱碳原子)的情況，因此可能有兩個對映體或更確切地是―對對映體，也可以說乳酸有兩個立體異構(gòu)體。在分子中含n個互異的不對稱因素(大多數(shù)指不對稱碳原子)時，該化合物就可能有2 n-1對對映體和2 n個立體異構(gòu)體。例如丁醛糖8有兩個不對稱碳原子，因此有兩對對映體，4個立體異構(gòu)體(8a~8d)。其中8a和8b以及8c和8d互為對映體；但8a同8c及8d、8b同8c及8d不存在實物與鏡像的關(guān)系，它們是非對映異構(gòu)體(diastereoisomers)。當(dāng)存在多個不對稱碳原子時，關(guān)于立體異構(gòu)體的情況有些復(fù)雜，這將在遇到具體情況時再做解釋。

　　絕大多數(shù)手性化合物是由即sp3雜化態(tài)的碳中心引起的。多數(shù)不對稱性是在sp2雜化態(tài)的碳中心轉(zhuǎn)化為四面體碳(即由sp2雜化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閟p3雜化態(tài))時形成的。該轉(zhuǎn)化可在羰基、烯胺、亞胺和烯烴的官能團(tuán)位點上發(fā)生。除了碳原子以外，還有不少其他元素的原子可形成手性。圖1―5列舉了一些元素原子的不對稱性的形式。與碳原子不同的是，氮原子通常以3個共價鍵與三個基團(tuán)連接。如果該三個基團(tuán)為烷烴基時，可稱為含三價氮的三級胺。由于與氮原子相連的三個基團(tuán)和留存的一對孤對電子成假四面體排列，因此含有三個不同取代基的胺是具有手性的。然而在通常情況下，由于氮中心上的快速內(nèi)翻轉(zhuǎn)，這些對映體是無法分離的，因此，在一般情況下我們觀察不到胺的光學(xué)活性。只有在通過生成季銨鹽、N-氧化物或通過其他固定鍵合的途徑，使這種翻轉(zhuǎn)受阻時，手性氮化合物的對映體才能被分離開來。具體例子是Troger堿9，由于分子中的兩個氮原子被一個亞甲基橋所固定，使三級胺的構(gòu)型翻轉(zhuǎn)受阻，此時對映體9a和9d可以分別由拆分得到。與胺相比，三價膦在室溫下通常不會發(fā)生構(gòu)型的翻轉(zhuǎn)，因此可能制備到手性膦。手性膦化合物或含膦的手性化合物是極有價值的手性配體，在手性化合物的合成中起著極大的作用。對硫原子而言，由于孤對電子的存在，亞砜[圖1-5（d）]可能存在兩個對映體，它是構(gòu)成手性硫化合物的主要形式。現(xiàn)在已有含手性亞砜的藥物如(S)-奧美拉唑[(S)-omeprazole]等上市。