식물계에 널리 분포하며 동물에 대해 특이하고 강한 생리작용을 가진 염기성(鹽基性) 질소를 함유하는 유기화합물의 총칭. 식물염기(植物鹽基)라고도 한다.

알칼로이드란 「염기성을 나타내는 물질」이라는 뜻으로 단일 물질을 가리키는 명칭은 아니다.

화학적으로는 대단히 광범위한 물질을 포함하여 2,000종 이상이 알려져 있다.

화학적 구조는 대체로 복잡하여 피리딘 · 피롤리딘 · 피페리딘 · 퀴놀린 · 이소퀴놀린 · 인돌 등 질소를 함유한 헤테로 고리를 가진다.

주로 쌍떡잎식물에서 볼 수 있어 양귀비과 · 마삭나무과 · 새모래덩굴과 · 콩과 · 미나리아재비과 · 꼭두서니과 · 가지과 등의 식물에 많이 존재하며 차조기과와 장미과 등의 식물에서는 볼 수 없다.

또 균계(菌界 ; 맥각 알칼로이드)와 외떡잎식물(백합과 · 수선화과 · 야자과 등)에는 한정된 소수의 것에만 존재한다.

예로부터 약초로 알려진 것은 모두 대표적인 것이며, 열대 또는 아열대 식물이 많다.

양귀비과의 열매에는 아편알칼로이드라고 총칭되는 많은 알칼로이드를 함유한다.

아편은 양귀비의 덜 익은 열매즙을 건조한 것이며 20종이 넘는 알칼로이드를 함유하고 있다.

모르핀 · 코데인 · 데바인이 대표적이며 염산염은 모두 진통마취 작용이 있다.

꼭두서니과의 키나나무에도 키나알칼로이드로 총칭되는 20종 이상의 알칼로이드가 함유되어 있고 대표적인 것에 퀴닌(키니네) · 퀴니딘 · 퀸아민 · 신코닌 등이 있다.

코카나무과의 코카나무의 잎(코카)에도 코카알칼로이드로 총칭되는 많은 알칼로이드가 함유되어 예로부터 약초로 쓰여 왔는데, 국소 마취약인 코카인이 대표적인 것이다.

가지과의 담배에는 니코틴과 아나바신이 다량으로 함유되어 있다.

니코틴은 뿌리에서 만들어져 잎에 축적된다고 한다.

유럽이 원산지인 베라돈나라는 가지과 식물의 뿌리에는 히오스시아민과 아트로핀 등이 함유되어 진경약으로 알려져 있다.

그 밖에 소크라테스의 사인으로 알려진 독당근의 코니인을 비롯 새모래덩굴과의 시노메닌, 흰독말풀의 스코폴라민, 황벽나무 수피에 함유된 베르베린 등 다종다양한 알칼로이드가 널리 존재한다.

또 퓨린 유도체인 카페인과 아데닌, 동물기원인 아드레날린 등을 알칼로이드에 포함시키는 사람도 있다.