化学地理学是研究地理环境的化学组成和化学元素的分布、迁移转化规律的学科，是自然地理学的一个分支。
地理环境是一个复杂的多级开放系统，其形成过程不仅包括各地理要素和结构单元之间的物质、能量的交换，也包括地理环境与外界之间的物质和能量的交换。化学地理学研究有助于了解这些物质和能量的交换方向和强度。
20世纪30年代，地球化学的发展为化学地理学的产生创造了条件。1936年，苏联的格里戈里耶夫提出建立自然地理学的新分支——化学地理学的倡议。苏联的波雷诺夫最早把景观学的研究建立在地球化学的基础上，在40年代中期确立了地球化学景观的概念，并提出了地球化学景观的研究方法，对某些景观和风化壳作了简要的地球化学描述。
继格里戈里耶夫和波雷诺夫之后，一些苏联学者在水文化学地理、景观地球化学、环境地球化学和生物地球化学等方面作了较多研究，其中元素迁移转化规律、生物地球化学省学说和生物地球化学区划等理论都成为化学地理学的重要理论。
在中国，化学地理学作为一门学科主要是20世纪50年代以后发展起来的，它的基础是景观地球化学和生物地球化学。50年代，中国开始引进景观地球化学和生物地球化学的基本概念、基本理论和研究方法。50～60年代，化学地理学的主要研究内容是揭示地理环境中大量元素的化学地理规律，并用以探讨盐碱土改良问题、盐湖形成问题，以及农业区划和农业生产中的有关问题。
在其他国家，具有化学地理性质的研究大都分散进行，还没有把化学地理学作为地理学的分支学科来发展。
化学地理学按研究方向分为部门化学地理、区域化学地理和普通化学地理。
部门化学地理学研究各个自然地理要素的化学组成和化学元素的分布、迁移转化规律，如土壤及风化壳化学地理、水文化学地理、大气化学地理、生物化学地理和医学化学地理。
区域化学地理学研究各级区划单元的化学组成和化学元素的分布、迁移转化规律。区域化学地理研究有助于因地制宜地拟定区域开发利用规划和管理措施。
普通化学地理学从总体上对岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间复杂的化学元素迁移转化过程进行分析，阐明各圈带间的地球化学联系，以及地理环境的化学演化等，研究化学地理学的基本理论和基本方法，进行化学地理区划。它建立在部门化学地理和区域化学地理的基础上，反过来又指导部门化学地理和区域化学地理。
化学地理学除运用野外考察、定位观测等地理学研究方法外，还广泛使用化学试验分析方法。20世纪70年代以来，遥测、遥感、模拟实验(化学的和数学的)和系统分析方法开始应用于化学地理学。化学地理学已从静态描述进入动态的研究，从形态的描述到规律性的探讨，并开始对地理环境中物质的时空变化进行预测预报。
化学地理学通过对各地理要素的化学组成、结构和形成演化的研究，以及综合性的区域化学地理研究，服务于工业、农业和卫生保健；通过对化学地理异常及其引起的地方病的研究和对环境污染的研究，探索地方病和环境污染的防治途径和改善措施。