A química ambiental é o estudo científico dos fenômenos químicos e bioquímicos que ocorrem em lugares naturais. A química ambiental pode ser definida como o estudo das fontes, reações, transporte, efeitos e destinos das espécies químicas nos ambientes do ar, solo e água; e o efeito da atividade humana sobre estes. A química ambiental é uma ciência interdisciplinar que inclui a química atmosférica, aquática e do solo, assim como utiliza a química analítica. Ela está relacionada ao meio ambiente e a outras áreas da ciência. Ela é diferente da química verde, que tenta reduzir a poluição potencial em sua fonte.

A química ambiental começa por entender como funciona o ambiente não contaminado. Ela identifica os produtos químicos que estão presentes naturalmente. Ela estuda a concentração e os efeitos desses produtos químicos. Em seguida, estuda com precisão os efeitos que os seres humanos têm sobre o meio ambiente através da liberação de produtos químicos.

Os químicos ambientais recorrem a uma gama de conceitos da química e de várias ciências ambientais para ajudar no estudo do que está acontecendo com um químico no meio ambiente. Conceitos gerais importantes da química incluem a compreensão das reações químicas e equações, soluções, unidades, amostragem e técnicas analíticas. Os químicos estudam compostos com atividade biológica, tais como feromonas.