有機化學研究手段在不斷的發展過程中經曆了很長的一段時間，它是一個從手工操作到自動化、計算機化，從常量到超微量的過程。
世紀40年代前，在有機化學的研究中，主要采用的是傳統的蒸餾、結晶、升華等方法來純化產品，在測定結構上運用的是化學降解和衍生物製備的方法。後來，隨著科技的發展，各種色譜法、電泳技術的應用，特別是高壓液相色譜的應用使分離技術的麵貌發生了改變，也使有機化學家能夠研究分子內部的運動，而有機化學中的結構測定手段也發生了革命性的變化。
未來有機化學的發展首先就是研究能源和資源的開發利用問題。到現在為止，我們使用的大部分能源和資源，如煤、天然氣、石油、動植物和微生物，都還是太陽能的化學貯存形式。因此，在今後的一些學科的重要課題上，將會對太陽能更直接、更有效地利用。
其次，有機化學還有一個重要的研究內容即對光合作用做更深入的研究和有效的利用，它也是植物生理學、生物化學和有機化學的共同課題。有機化學可以利用光化學反應來生成高能有機化合物，加以貯存；相反，在需要時則利用其逆反應，釋放出能量。另外是研究和開發新型有機催化劑，使它們能夠模擬酶的高速高效和溫和的反應方式。不過這方麵的研究才剛剛開始，今後一定會有更大的發展。
到20世紀60年代末，開始了有機合成的計算機輔助設計研究。因此在今後的有機化學的發展中，關於它的合成路線的設計、有機化合物結構的測定等必將更趨係統化、邏輯化，從而給我們帶來更多的成果。