Kimia alam sekitar merupakan kajian fenomenon kimia dan biokimia. Bidang ini melibatkan pengajian punca, tindak balas dan kesan bahan kimia di udara, tanih dan air serta kesan kegiatan manusia terhadapnya, terutamanya pencemaran.
Kimia alam sekitar juga mngaji ciri-ciri alam sekitar yang belum dicemar, kandungan bahan kimia semula jadi dan kesannya, supaya dapat menentukan kesan kegiatan manusia terhadap alam dengan tepat.
Antara konsep utama dalam kimia alam sekitar ialah pencemaran serta penunjuknya seperti keperluan oksigen biokimia dan pH.
