Atsevišķas vielas molekulām bieži ir vienādas īpašības, taču tās var būt orientētas atšķirīgi, it kā tās būtu kreisās vai labās puses. Gaisma, polarizēta vienā virzienā, var iziet cauri struktūrai, piemēram, kristālam, un tikt pagriezta vienā vai otrā virzienā. Ja tām ir tendence šādā veidā izkliedēt gaismu, tām ir tādas pašas īpašības un tās šķiet viens otra spoguļattēli, šīs molekulas bieži sauc par hirāliem enantiomēriem. Optiskā aktivitāte attiecas uz to, kā hirāla viela var pagriezt gaismas polarizāciju un padarīt to vājāku. Polarimetrs ir instruments, ko bieži izmanto šīs aktivitātes mērīšanai, izmantojot materiāla paraugu, lai pārbaudītu tā optisko aktivitāti.
Vielas molekulārā struktūra parasti nosaka attiecības starp hiralitāti un optisko aktivitāti. Atkarībā no materiāla polarizētās gaismas plakne var būt vērsta pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Divas identiskas molekulas, kas ietekmē gaismu pretējos virzienos, sauc par enantiomēriem. Vienāds daudzums katra parasti atceļ efektu. Ja viena hirāla viela dominē pār otru, tās īpašības griezīs gaismas viļņus attiecīgajā virzienā.
Optiskās aktivitātes mērīšanai bieži izmanto polarimetru. Priekšējais filtrs polarizē ienākošo gaismu, kas iziet cauri caurulei, kas piepildīta ar mērāmo paraugu. Caurules galā parasti atrodas analizators, kur efektu var novērot cilvēka acs. Ja plaknes polarizētā gaisma tiek pagriezta, tad tā parasti ir vājāka, savukārt efektu var novērst, pagriežot analizējamo objektīvu. Optiskās aktivitātes līmeni var noteikt, izmantojot formulu, cik grādu šis objektīvs tiek pagriezts.
Optisko aktivitāti bieži mēra organiskajā ķīmijā, parasti oglekļa atomos. To var redzēt arī optiski aktīvos savienojumos, piemēram, cukurā un pat glicīnā, aminoskābē. Katrā no šīm vielām ir divas gandrīz identiskas molekulas formas. Lai zinātu, kurš no tiem ir kurš, ir jāeksperimentē, bet bieži vien tas ir svarīgi ar farmaceitiskajiem līdzekļiem. Dažām zālēm depresijas un artrīta ārstēšanai ir bijusi nelabvēlīga ietekme uz veselību to hirālajās formās, tāpēc viena molekulas forma ir jāfiltrē.
1800. gadu vidū atklātā optiskā aktivitāte pirmo reizi tika izmantota, lai identificētu vīnskābes kristālus franču vīnā. To mūsdienās pēta attiecībā uz kvantu mehāniku, kā arī elektriskajiem un magnētiskajiem laukiem. Optiskā aktivitāte notiek gan organiskās, gan neorganiskās molekulās.