含有手性碳原子或本身为手性分子的生物碱都有旋光性，且多呈左旋光性。生物碱的旋光性受手性碳的构型、测定溶剂、pH值、温度及浓度等的影响。如麻黄碱在水中呈右旋性，在三氯甲烷中则呈左旋性；烟碱在中性条件下呈左旋性，在酸性条件下则呈右旋性；北美黄连碱在95%以上乙醇中呈左旋性，在稀乙醇中呈右旋性，在中性条件下呈左旋性，在酸性条件下呈右旋性。
生物碱的生理活性与其旋光性密切相关，通常是左旋体的生物活性显著，右旋体的生物活性弱或无活性。如z一莨菪碱的散瞳作用比d一莨菪碱大100倍；去甲乌药碱仅左旋体具强心作用。但也有少数生物碱右旋体的生物活性强于左旋体，如d一古柯碱的局部麻醉作用强于Z一古柯碱。