ماده شیمیایی (به انگلیسی: Chemical substance) یا مواد شیمیایی، موادی هستند که ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های معین و ثابتی دارند. اجزای تشکیل دهنده مواد شیمیایی را نمی‌توان با استفاده از روش‌های جداسازی فیزیکی و بدون تجزیه عناصر و تعیین ترکیب درصد آنها، شناسایی نمود. مواد شیمیایی به صورت ترکیبات شیمیایی، عناصر شیمیایی، یون‌ها و یا آلیاژ می‌باشند. شیمیدان فرانسوی جوزف پراست اولین بار در قرن ۱۸ میلادی پس از آزمایش و کار بر روی مواد شیمیایی از جمله کربنات مس توانست مفهومی برای ماده شیمیایی ارائه دهد.

بعدها با پیشرفت روش‌ها برای ترکیب شیمیایی، مخصوصاً در شیمی آلی، کشف شمار بیشتری از عناصر شیمیایی و فراگیری فنون نو در تجزیه شیمیایی که از آن برای تصفیه عناصر و ترکیبات از مواد شیمیایی بکار می‌بردند، راهنمایی برای پایه‌گذاری شیمی نوین بود. این مفاهیم در بسیاری از کتاب‌های شیمی تعریف شده‌اند.

عناصر شیمیایی می‌توانند در هنگام واکنش شیمیایی با یکدیگر ترکیب شده و تعداد بیشماری ماده شیمیایی به وجود آورند. مثلاً آب نتیجه واکنش عنصرهای هیدروژن و اکسیژن است. در این حالت، دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن به هم متصل می‌شوند و مولکولی با فرمول شیمیایی H₂O می‌سازند. همین دو عنصر در شرایط متفاوت می‌توانند ماده دیگری را به نام هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه) بسازند که دارای مولکول‌های H₂O_{2 است.به همین شکل، همه ترکیب‌های شیمیایی می‌توانند به عناصر سازنده خود تجزیه شوند. به عنوان مثال می‌توان آب را به کمک برقکافت به عناصر هیدروژن و اکسیژن تبدیل کرد. در طبیعت مواد شیمیایی که بتوان به صورت خالص یافت، بسیار نادر هستند. برخی از این نوع مواد شیمیایی عبارتند از: الماس، طلا، سدیم کلرید و شکر (ساکارز). مواد شیمیایی به‌طور کلی در ۴ حالت جامد، مایع، گاز و یا پلاسما وجود دارند. که ممکن است یک ماده شیمیایی تحت تأثیر تغییرات فشار و دما در هر یک از این حالات یافت شود. مواد شیمیایی از نظر نوع کاربرد به مواد شیمیایی صنعتی و آزمایشگاهی دسته‌بندی می‌شوند. همچنین مواد شیمیایی به‌طور کلی به دو گروه بزرگ مواد معدنی و مواد آلی تقسیم‌بندی می‌شوند.}