生物碱又称植物碱，是结构极不相同但分子中均含氮的一大类有机物质的总称。生物碱是生物体内的碱性含氮有机化合物。大多数存在于植物体中，个别存在于动物体内。具环状结构，难溶于水，与酸可形成盐，有一定的旋光性与吸收光谱，大多有苦味，呈无色结晶状，少数为液体。生物碱有几千种，由不同的氨基酸或其直接衍生物合成而来，是次级代谢物之一，对生物机体有毒性或强烈的生理作用。
根据分子结构及合成途径可分为：（1）真生物碱（true alkaloid）指均含有1个含氮的杂环，氨基酸是它们合成的前身，如嘌呤碱、吲哚碱和喹啉碱等。（2）原生物碱（protoalkaloid）指芳香族的多胺，来源于苯丙氨酸，但氮不存在于环中，如麻黄碱。（3）假生物碱（pseudoalkaloid）指具有含氮的杂环，但不是氨基酸的衍生物，如类萜生物碱和甾类生物碱。一般多年生植物及老龄植物、生物碱含量较多，植物不同生育期含量也不同。关于它们在体内的功能，了解甚少，但有人认为它们是代谢的副产品，有些具有保护植物免受虫害及兽类的侵袭，有些是氮的贮存形式。许多生物碱可以做为麻醉剂或药剂。
含有生物碱的植物有100多个科，双子叶植物中的茄科、豆科、毛莨科、罂粟科、夹竹桃等所含的生物碱种类特多，含量也高。单子叶植物中除麻黄科等少数科外，大多不含生物碱。真菌中的麦角菌也含有生物碱（麦角碱）。生物碱存在于植物体的叶、树皮、花朵、茎、种子和果实中，分布不一。一种植物往往同时含几种甚至几十种生物碱，如已发现麻黄中含7种生物碱，抗癌药物长春花中已分离出60多种生物碱。
植物体内生物碱含量虽少，但与人类关系密切。许多生物碱是治病良药，如毛莨科黄连根茎中的小蘖碱是黄连素的主要成分，有抗菌消炎作用；萝芙木中的利血平能降血压；石蒜中的加兰他敏对小儿麻痹后遗症有疗效，罂粟果皮中所含的吗啡碱是著名镇痛剂；奎宁碱是有价值的解热药；三尖杉碱和长春花碱是治癌良药；秋水仙素（碱）能人工诱变产生多倍体。有的生物碱可用来制作农业用的杀虫剂。人们在脊椎动物和无脊椎动物体内也分离到了生物碱，其中某些动物的生物碱与它们报摄取食用的植物有关，蟾蜍、蝾螈和某些鱼类中发现的生物碱是真正的动物代谢产物。