Hóa học khí quyển là một  phân ngành của khoa học khí quyển nghiên cứu về hóa học của khí quyển Trái Đất và của các hành tinh khác. Nó là một lĩnh vực đa ngành nghiên cứu và tập trung vào hóa học, vật lý, khí tượng học, mô hình máy tính, hải dương học, địa chất học và núi lửa học và các lĩnh vực khác của khí quyển. Nghiên cứu thì ngày càng liên hệ với các lĩnh vực khác ví dụ như khí hậu học.