化學吸附是吸附質分子（通常是氣體分子）與固體表面原子或分子之間發生電子的轉移、交換或共有，形成化學鍵的一種吸附方式。
這種吸附方式與物理吸附不同，物理吸附主要受分子間的範德華力影響，而化學吸附則涉及更強的化學鍵力。化學吸附通常需要活化能，因此也被稱為「活化吸附」。在化學吸附過程中，由於固體表面存在不均勻力場，表面的原子往往具有剩餘的成鍵能力。當氣體分子碰撞到固體表面時，它們與表面原子之間發生電子的交換、轉移或共有，從而形成化學鍵。
化學吸附通常是單分子層的，具有較高的吸附熱，且吸附過程不可逆。這種吸附方式與吸附劑和吸附質的化學性質直接相關，且具有較強的選擇性。與物理吸附相比，化學吸附的選擇性更強，但吸附速度較慢。