Molekule ene same snovi imajo pogosto enake lastnosti, vendar so lahko različno usmerjene, kot da bi bile levičarske ali desničarske. Svetloba, polarizirana v eni smeri, lahko prehaja skozi strukturo, kot je kristal, in se vrti v eno ali drugo smer. Če se nagibajo k razpršitvi svetlobe na ta način, imajo enake lastnosti in se zdijo zrcalne slike ena druge, se te molekule pogosto imenujejo kiralni enantiomeri. Optična aktivnost se nanaša na to, kako lahko kiralna snov zavrti polarizacijo svetlobe in jo zatemni. Polarimeter je instrument, ki se pogosto uporablja za merjenje te aktivnosti z uporabo vzorca materiala za testiranje njegove optične aktivnosti iz prve roke.
Molekularna struktura snovi običajno določa razmerje med kiralnostjo in optično aktivnostjo. Odvisno od materiala je lahko ravnina polarizirane svetlobe usmerjena v smeri urinega kazalca ali v nasprotni smeri urinega kazalca. Dve enaki molekuli, ki vplivata na svetlobo v nasprotnih smereh, se imenujeta enantiomera. Enaka količina vsakega običajno izniči učinek. Če pa ena kiralna snov prevladuje nad drugo, bodo njene lastnosti vrtele svetlobne valove v ustrezni smeri.
Za merjenje optične aktivnosti se pogosto uporablja polarimeter. Sprednji filter polarizira dohodno svetlobo, ki prehaja skozi cev, napolnjeno z merjenim vzorcem. Običajno je analizator na koncu cevi in mimo tega mesta, kjer lahko človeško oko opazuje učinek. Če je ravninsko polarizirana svetloba zasukana, je na splošno zatemnjena, medtem ko je učinek mogoče preprečiti z vrtenjem analizne leče. Stopnjo optične aktivnosti je mogoče določiti s formulo za število stopinj, za katere se ta leča obrne.
Optična aktivnost se pogosto meri v organski kemiji, običajno v atomih ogljika. Vidimo ga lahko tudi v optično aktivnih spojinah, kot sta sladkor in celo glicin, aminokislina. V vsaki od teh snovi sta dve skoraj enaki obliki molekule. Vedeti, kateri je, kar zahteva eksperimentiranje, vendar je pogosto pomembno pri farmacevtskih izdelkih. Nekatera zdravila za depresijo in artritis so imela škodljive učinke na zdravje v svojih kiralnih oblikah, zato je treba eno obliko molekule izločiti.
Odkrita sredi 1800-ih je bila optična aktivnost prvič uporabljena pri identifikaciji kristalov vinske kisline v francoskem vinu. V sodobnem času ga preučujejo glede kvantne mehanike, pa tudi električnih in magnetnih polj. Optična aktivnost se pojavlja v organskih in anorganskih molekulah.