Kemija (starofrancuski: alkemie; arapski al-kimia: umjetnost preobrazbe) je znanost koja proučava ustroj, osobine, sastav i pretvorbu tvari. Kemija se bavi kemijskim elementima i spojevima, koji se sastoje od atoma i molekula, kao i njihovim odnosima.
Atomska teorija je osnova kemije. Ta teorija kaže da se sve tvari sastoje od vrlo malih čestica, atoma. Jedan od prvih zakona koji je doveo do utemeljenja kemije kao znanosti bio je Zakon očuvanja mase. Taj zakon kaže da tijekom kemijske reakcije nema primjetne promjene u količini tvari. (Moderna je fizika pokazala da se zapravo radi o očuvanju energije, te da su energija i masa povezane.)
Jednostavno rečeno, ako na početku imate 10.000 atoma i napravite mnogo kemijskih reakcija, na kraju ćete opet imati 10.000 atoma. Masa je ostala ista ako uračunamo energiju koja se pritom izgubila ili stekla. Kemija proučava odnose među atomima: ponekad među pojedinačnim atomima, ali češće kad su atomi vezani uz druge atome i čine ione i molekule.