Los compuestos quirales tienen moléculas de imagen especular, con las mismas partes químicas en disposiciones opuestas, a diferencia de las moléculas aquirales, que tienen moléculas de imagen especular que son idénticas. Las moléculas quirales no se pueden girar para que coincidan , pero tienen propiedades químicas idénticas en la mayoría de las situaciones. Las moléculas quirales son importantes en áreas de la biología en las que la maquinaria celular normalmente utiliza solo una versión de las moléculas.
Las diferentes moléculas de imagen especular en compuestos quirales se conocen como isómeros. Las moléculas en biología son a menudo muy grandes y complejas, y tienen estructuras tridimensionales que actúan de manera específica en su entorno. Su tamaño significa que cada molécula a menudo tiene diferentes regiones con diferente actividad química. A pesar del hecho de que diferentes isómeros tienen propiedades físicas y químicas idénticas, tales como puntos de ebullición, polaridades y densidades, interactúan con otras moléculas biológicas de manera diferente. Los azúcares, el ADN y las proteínas son ejemplos de moléculas biológicas que son quirales.
A pesar del hecho de que los isómeros de los compuestos quirales se comportan de manera idéntica en muchas situaciones, se pueden distinguir diferentes isómeros utilizando la luz. Cuando la luz brilla a través de un isómero quiral, dobla una cierta cantidad de esa luz en función de las propiedades del compuesto. Cuando la luz brilla a través del isómero opuesto, se dobla la misma cantidad de luz pero en la dirección opuesta.