早在1840年前后，巴斯德等人注意到某些化合物对偏振光具有旋光作用。如有两种形式的石英晶体和氯酸钾、溴酸钠等一些无机盐晶体以及樟脑、酒石酸、糖类等有机物。但发现无机盐溶于水时，旋光现象便消失，而其余的物质在溶液中仍具有旋光性。这表明无机盐类具有的旋光性是由它们的晶体结构所引起的，而不是分子本身固有的性质，当结晶形态一旦发生变化，它们的旋光性也随着消失。那些溶解于溶剂中而仍然具有旋光性的物质，表明它们的旋光性和分子本身的结构有关。

根据巴斯德提出的一般原理，认为只要物质的内部结构（或分子结构）具有不对称性，也就是在构成物质的原子或离子之间，存在着不对称的排列状态，就会产生旋光现象。所以，上述的无机盐晶体是由离子之间排列的不对称引起旋光性，而大部分有机化合物是由分子中的碳原子，当和四个不同的原子或基团相结合时，使得在碳原子周围形成了不对称的排列，使碳原子具有的四面体型结构出现了不对称性，从而导致分子的不对称引起旋光性。

由于晶体或分子的不对称，它们在空间就出现有两种排列的方式，它们之间呈现出犹如实物和镜象的关系[图（A）（B）]，两者相互不能叠合[图（C）]。

因此，它们也称为手性分子。

分子有手性便有对映异构现象。而它们的旋光性恰好相等，但方向相反，这称为旋光异构现象。

关于偏振面被旋光性物质旋转的角度称为旋光度，通常以“α”表示。偏振面被旋转的方向，顺时针的称为右旋，逆时针的称为左旋。右旋一般用（＋）或d表示；左旋一般用（-）或l表示。（＋）或（-）等符号，通常往加在化合物的名称前面，并用短横线相连，以资标明（务请注意，d、l有时也用于表示构型）。例如：

这里大写英文字母D和L表示构型，+或-表示旋光方向。