Organik kimya araştırma yöntemlerinin gelişimi, manuel işlemden otomasyona ve bilgisayarlaşmaya, sabitten ultra{0}}mikroskobik miktarlara kadar uzanan bir süreçten geçmiştir.
20. yüzyılın 40'lı yıllarından önce, ürünü saflaştırmak için geleneksel damıtma, kristalleştirme, süblimleştirme ve diğer yöntemler kullanılıyordu ve yapı, kimyasal bozunma ve türev hazırlama ile belirleniyordu. Daha sonra çeşitli kromatografi ve elektroforez tekniklerinin, özellikle de yüksek-basınçlı sıvı kromatografisinin uygulanması, ayırma teknolojisinin çehresini değiştirdi. Çeşitli spektroskopik ve enerji spektroskopi tekniklerinin kullanılması, organik kimyacıların moleküllerin iç hareketlerini incelemelerine olanak tanıdı ve bu da yapı belirleme araçlarında devrim yarattı. Elektronik bilgisayarların kullanıma sunulması, organik bileşiklerin otomasyonu ve ultra-mikro niceliklendirilmesi yönünde büyük bir adım attı. Fourier dönüşümü teknolojisine sahip nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve kızılötesi spektroskopi, reaksiyon kinetiği ve reaksiyon mekanizmasının incelenmesi için yeni araçlar sağlar. Bu cihazlar, X-ışını yapısal analizi ve elektron kırınım spektroskopisi ile birlikte mikrogram örneklerinin kimyasal yapısını belirlemeyi başardı. Sentetik rotaların tasarlanması için elektronik bilgisayarların kullanımına ilişkin çalışmalarda da bazı ilerlemeler kaydedilmiştir. Gelecekte, organik kimyanın gelişimi, enerji ve kaynakların geliştirilmesi ve kullanımını incelemek için ilk adım olacaktır. Kömür, doğalgaz, petrol, flora, fauna ve mikroorganizmalar gibi bugüne kadar kullandığımız enerji ve kaynakların çoğu güneş enerjisinin kimyasal depo formlarıdır. Gelecekte en önemli konulardan biri güneş enerjisinin daha doğrudan ve verimli kullanılması olacaktır.
Daha{0}}derinlemesine araştırmalar ve fotosentezin etkili kullanımı bitki fizyolojisi, biyokimya ve organik kimyada yaygın bir konudur. Organik kimya, yüksek-enerjili organik bileşikler üretmek, bunları depolamak ve gerektiğinde enerjiyi serbest bırakmak için ters reaksiyonlarını kullanmak için fotokimyasal reaksiyonları kullanabilir. Geliştirme kaynağının bir diğer amacı, sonsuz miktarda organik bileşik üretmek için organometalik bileşiklere tepki olarak karbondioksiti sabitlemektir. Bu çalışmalarda bazı ön sonuçlar elde edilmiştir. İkincisi, enzimlerin yüksek-hızlı, verimli ve yumuşak reaksiyon modunu taklit etmelerini sağlayan yeni organokatalizörlerin araştırılması ve geliştirilmesidir. Bu alandaki araştırmalar halihazırda başlamıştır ve gelecekte daha fazla gelişme olacaktır. 20. yüzyılın 60'lı yıllarının sonunda, organik sentezin bilgisayar destekli{11}}tasarım araştırması başladı. Gelecekte organik sentez yollarının tasarımı ve organik bileşiklerin yapısının belirlenmesi daha sistematik ve mantıklı hale gelecektir.