有机镁化学是研究含有镁-碳键的化学分支。有机镁化合物中，镁都已正二价的形式出现。格氏试剂（Grignard reagent）是最重要的一类有机镁化合物，它由卤代烃和镁在适宜的条件下（如溶剂）反应得到。格氏试剂可以参与一些列有机反应，这些反应都特别重要。分子中含有两个C-MgX结构单元的有机镁化合物被成为“双格氏试剂”。二烃基镁是另一类有机镁化合物，由镁和二烃基汞反应得到：一些含有C=C双键的化合物可以和镁发生加成反应，如蒽和镁在四氢呋喃于20~60℃反应，可以得到蒽镁，这种化合物和无水的过渡金属