Les organométalliques (noté R-M) ont une liaison $\sigma$ entre un C et un métal comme le lithium, le magnésium et le cuivre. La polarité est très forte, la liaison C-M est partiellement ionique : C-Li > C-Mg > C-Cu. Ils sont tous très sensibles aux traces d’eau.
Les organolithiens (R-Li) et organomagnésiens (R-MgX ou réactifs de Grignard) sont préparés à partir des R-X par addition oxydante du métal. L’ordre de réactivité est I > Br > Cl.
Ils peuvent aussi être obtenus par réaction acido-basique.
Le cuivre est trop peu réactif, il est impossible de faire une addition oxydante sur un dérivé halogéné avec du Cu(0). Les organocuprates doivent être préparés par transmétallation à partir d’un lithien ou d’un magnésien.
Les organométalliques sont des bases très fortes.