Мета́лооргані́чна хі́мія — розділ хімії, що виникла на стику органічної хімії та неорганічної хімії.
Металоорганічна хімія фактично почалася з робіт Едварда Франкланда по цинкорганічних сполуках та робіт Віктора Гріньяра по магнійорганічних сполуках. Цей розділ хімії вивчає саме органічні сполуки з перехідними металами, на відміну від елементоорганічною хімією, де вивчаються органічні сполуки із ковалентним зв'язком між вуглецем та елементами основних груп періодичної таблиці Менделеева, такі як бор, кремній, фосфор, арсен. Металоорганічні сполуки можуть містити не тільки один, а й декілька атомів металу, пов'язаних між собою безпосередньо або через органічні або неорганічні групи. Властивості таких сполук визначаються зв'язком перехідний метал-вуглець, який може змінюватися від повністю іонного до ковалентного.
Див. також Металоорганічні сполуки Реакція Гріньяра Правило 18 електронів