Kimia lingkungan adalah studi ilmiah tentang fenomena kimia dan biokimia yang terjadi di tempat-tempat alami. Kimia lingkungan dapat didefinisikan sebagai studi tentang sumber, reaksi, transportasi, efek, dan nasib spesies kimia di udara, tanah, dan lingkungan air; dan efek aktivitas manusia pada ini. Kimia lingkungan adalah ilmu interdisipliner yang mencakup kimia atmosfer, akuatik dan tanah, serta menggunakan kimia analitik. Hal ini terkait dengan lingkungan dan bidang ilmu lainnya. Hal ini berbeda dengan kimia hijau, yang mencoba untuk mengurangi potensi polusi pada sumbernya.
Kimia lingkungan dimulai dengan memahami cara kerja lingkungan yang tidak terkontaminasi. Ini mengidentifikasi bahan kimia yang ada secara alami. Mempelajari konsentrasi dan efek dari bahan kimia tersebut. Kemudian, secara akurat mempelajari efek yang dimiliki manusia terhadap lingkungan melalui pelepasan bahan kimia.
Ahli kimia lingkungan memanfaatkan berbagai konsep dari kimia dan berbagai ilmu lingkungan untuk membantu dalam studi mereka tentang apa yang terjadi pada bahan kimia di lingkungan. Konsep umum yang penting dari kimia termasuk memahami reaksi dan persamaan kimia, solusi, unit, pengambilan sampel, dan teknik analitis. Ahli kimia mempelajari senyawa dengan aktivitas biologis seperti feromon.