有机化学研究手段在不断的发展过程中经历了很长的一段时间，它是一个从手工操作到自动化、计算机化，从常量到超微量的过程。
20世纪40年代前，在有机化学的研究中，主要采用的是传统的蒸馏、结晶、升华等方法来纯化产品，在测定结构上运用的是化学降解和衍生物制备的方法。后来，随着科技的发展，各种色谱法、电泳技术的应用，特别是高压液相色谱的应用使分离技术的面貌发生了改变，也使有机化学家能够研究分子内部的运动，而有机化学中的结构测定手段也发生了革命性的变化。
未来有机化学的发展首先就是研究能源和资源的开发利用问题。到现在为止，我们使用的大部分能源和资源，如煤、天然气、石油、动植物和微生物，都还是太阳能的化学贮存形式。因此，在今后的一些学科的重要课题上，将会对太阳能更直接、更有效地利用。
其次，有机化学还有一个重要的研究内容即对光合作用做更深入的研究和有效的利用，它也是植物生理学、生物化学和有机化学的共同课题。有机化学可以利用光化学反应来生成高能有机化合物，加以贮存；相反，在需要时则利用其逆反应，释放出能量。另外是研究和开发新型有机催化剂，使它们能够模拟酶的高速高效和温和的反应方式。不过这方面的研究才刚刚开始，今后一定会有更大的发展。
到20世纪60年代末，开始了有机合成的计算机辅助设计研究。因此在今后的有机化学的发展中，关于它的合成路线的设计、有机化合物结构的测定等必将更趋系统化、逻辑化，从而给我们带来更多的成果。