شیمی محیط زیست (به انگلیسی: Environmental chemistry) (گاهی شیمی محیطی یا شیمی محیط نیز گفته می‌شود)، شاخه‌ای از دانش بنیادینشیمی است که به بررسی پدیده‌های شیمیایی و زیست‌شیمیایی طبیعی می‌پردازد. به دلیل نزدیکی این دانش به شیمی خاک، شیمی آب و شیمی جو، آن را در دستهٔ شیمی تجزیه طبقه‌بندی می‌کنند.
تصفیه آب، فرایندهای زیست‌شیمیایی موجودات زنده میکروسکوپی، آلودگی هوا، آلاینده‌های طبیعی و مصنوعی مهمترین موضوعات مطالعه در شیمی محیط زیست به شمار می‌روند.
این رشته نخستین بار در سال ۸۹ در دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان (خوراسگان) ارائه شد و نخستین دانش آموختگان این رشته نیز در سال ۹۳ فارغ‌التحصیل شدند.
