Ympäristökemia on tieteellinen tutkimus kemiallisista ja biokemiallisista ilmiöistä, jotka esiintyvät luonnollisissa paikoissa. Sitä ei pidä sekoittaa vihreään kemiaan, joka pyrkii vähentämään potentiaalista saastumista sen lähteellä. Sitä voidaan määritellä tutkimukseksi kemiallisten lajien lähteistä, reaktioista, kuljetuksista, vaikutuksista ja kohtaloista ilmassa, maaperässä ja vesistöissä; ja ihmisen toiminnan ja biologisen toiminnan vaikutus näihin. Ympäristökemia on monitieteinen tiede, joka sisältää ilmakehän, veden ja maaperän kemian sekä tukeutuu voimakkaasti analyyttiseen kemiaan ja liittyy ympäristö- ja muihin tieteenaloihin.
ilmakehässä, vedessä ja maaperässä