Moleküle eines einzelnen Stoffes haben oft die gleichen Eigenschaften, können aber wie bei Links- oder Rechtshändern unterschiedlich ausgerichtet sein. Licht, das in einer einzigen Richtung polarisiert ist, kann eine Struktur wie einen Kristall passieren und in die eine oder andere Richtung gedreht werden. Wenn sie dazu neigen, Licht auf diese Weise zu streuen, die gleichen Eigenschaften haben und Spiegelbilder voneinander zu sein scheinen, werden diese Moleküle oft als chirale Enantiomere bezeichnet. Optische Aktivität bezieht sich darauf, wie eine chirale Substanz die Polarisation von Licht drehen und verdunkeln kann. Ein Polarimeter ist ein Instrument, das häufig verwendet wird, um diese Aktivität zu messen, indem eine Probe des Materials verwendet wird, um seine optische Aktivität aus erster Hand zu testen.
Die molekulare Struktur einer Substanz bestimmt typischerweise die Beziehung zwischen Chiralität und optischer Aktivität. Je nach Material kann die polarisierte Lichtebene im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gerichtet werden. Zwei identische Moleküle, die Licht in entgegengesetzte Richtungen beeinflussen, werden Enantiomere genannt. Eine gleiche Menge von jedem hebt normalerweise den Effekt auf. Wenn jedoch eine chirale Substanz die andere dominiert, drehen ihre Eigenschaften die Lichtwellen in die entsprechende Richtung.
Ein Polarimeter wird oft verwendet, um die optische Aktivität zu messen. Der Frontfilter polarisiert einfallendes Licht, das durch ein mit der zu messenden Probe gefülltes Röhrchen tritt. Normalerweise befindet sich ein Analysator am Ende des Röhrchens und daran vorbei, wo der Effekt mit dem menschlichen Auge beobachtet werden kann. Wird das eben polarisierte Licht gedreht, so ist es in der Regel dunkler, wobei dem Effekt durch Drehen der Analyselinse entgegengewirkt werden kann. Der Grad der optischen Aktivität kann anhand einer Formel bestimmt werden, um die Gradzahl, um die diese Linse gedreht wird.
Optische Aktivität wird in der organischen Chemie oft gemessen, typischerweise in Kohlenstoffatomen. Es kann auch in optisch aktiven Verbindungen wie Zucker und sogar Glycin, einer Aminosäure, gesehen werden. In jedem dieser Stoffe gibt es zwei nahezu identische Formen eines Moleküls. Zu wissen, welches das ist, erfordert Experimente, ist aber bei Arzneimitteln oft wichtig. Einige Medikamente gegen Depressionen und Arthritis haben in ihren chiralen Formen negative Auswirkungen auf die Gesundheit, daher muss eine Form des Moleküls herausgefiltert werden.
Die Mitte des 1800. Jahrhunderts entdeckte optische Aktivität wurde erstmals zur Identifizierung von Weinsäurekristallen in französischem Wein verwendet. Es wird in der Neuzeit im Hinblick auf die Quantenmechanik sowie elektrische und magnetische Felder untersucht. Optische Aktivität tritt sowohl in organischen als auch in anorganischen Molekülen auf.