Jedná se o nejpočetnější skupinu sekundárních metabolitů rostlin. V této skupině je zařazeno více než 7000 chemických sloučenin. Název alkaloidy je odvozen do jejich slabě alkalické reakce.Díky své slabě alkalické povaze se vyskytují v rostlinách v solích a anorganickými kyselinami. Po chemické stránce se jedná o organickou sloučeninu obsahující jeden nebo více atomů dusíku. Triviální názvy alkaloidů jsou nejčastěji odvozeny od názvu rostliny ze které byly poprvé izolovány. Většina rostlinných alkaloidů má různě specifický účinek na lidský organizmus. A proto se jich široce využívá v medicíně. Mezi alkaloidy můžeme také zařadit četnou skupinu jedu ať se již jedné o jedy rostlinné či jedy produkované vyššími organizmy. Ke skupině alkaloidů můžeme také zařadit velké množství návykových látek. Z hlediska objemu je na prvním místě morfin získávaný ze šťávy nezralých makovic. V medicíně se používá k tlumení bolesti. Methylací lze získat kodein, který má vhodnější léčebné účinky. Pokud dojde k acetylacy obou hydroxidových skupin morfinu vzniká jedna z nejnebezpečnějších drog heroin.
V plodech blínu, durmanu a rulíku se vyskytuje atropin, který se v lékařství používá k tlumení křečí hladkého svalstva a v očním lékařství k rozšiřování zornic. Dalším zmámím alkaloidem je chinin, který je lékem proti malárii. Mezi další účinky patří snižování teplot. Mezi námelové alkaloidy patří ergometrin používaný v gynekologii a ergotamin, který se užívá k léčbě poruch útrobního nervstva a bolestí, které jsou podmíněny cévně (migrény). Kofein izolovaný ze zrnek kávy či lístků čaje povzbuzuje nervovou soustavu a srdeční činnost. Mezi extréme jedovaté alkaloidy patří kurare tzv. šípový jed, izolovaný z některých druhů jihoamerických rostlin. Mezi látky s vysokou toxicitou můžeme také zařadit strychnin a brucin izolovaný z jihoamerického stromu kulčiba. Obě tyto látky mají neurotoxické vlastnosti.