连接有四个不同的原子或原子团的原子。又称手性原子。不对称碳原子连有四个不同原子或原子团，它的四面体结构有两种形式，彼此互为实物与镜像的关系，即相互对映，不能重叠。例如，乳酸分子CH3HOHCOOH的中心碳原子就是一个不对称碳原子（通常标以星号）, 只含有一个不对称碳原子的化合物一定是旋光性（见旋光异构）的。当含有硅、锗、氮（季铵盐或氮的氧化物）或某些金属如锰、铜、铍和锌等的化合物中的这些原子连有四个不同的原子或原子团，而其四个价键指向四面体的四个顶端时，则所生成的化合物均为旋光性。当以角锥形键合的原子连有三个不同的原子或原子团时，则未共用电子对可视为第四个原子团，可能具有旋光性。亚砜、亚磺酸酯、锍鎓盐和亚硫酸酯中的硫以角锥形键合，以下一些例子皆已拆分：
当氮原子位于一个化合物的桥头时，由于不能发生反转，如果这些分子是手性的，也能拆分，例如光学活性的特勒格尔碱：