Zat kimia adalah suatu bentuk materi yang memiliki komposisi kimia dan sifat karakteristik yang konstan. Beberapa referensi menambahkan bahwa zat kimia tidak dapat dipisahkan menjadi unsur-unsur penyusunnya dengan metode pemisahan fisik, yaitu, tanpa memutus ikatan kimia. Zat kimia bisa berupa zat sederhana , senyawa kimia, atau paduan. Unsur kimia dapat dimasukkan atau tidak dalam definisi, tergantung pada sudut pandang pakar.

Zat kimia sering disebut ‘murni’ untuk membedakannya dari campuran. Contoh umum dari zat kimia adalah air murni; ia memiliki sifat yang sama dan perbandingan hidrogen dan oksigen yang sama apakah itu diisolasi dari sungai atau dibuat di laboratorium. Zat kimia lain yang biasa ditemukan dalam bentuk murni adalah berlian (karbon), emas, garam meja (natrium klorida) dan gula rafinasi (sukrosa). Namun, dalam praktiknya, tidak ada zat yang sepenuhnya murni, dan kemurnian bahan kimia ditentukan sesuai dengan tujuan penggunaan bahan kimia tersebut.

Zat kimia ada sebagai padatan, cairan, gas, atau plasma, dan dapat berubah di antara fase-fase materi ini dengan perubahan suhu atau tekanan. Zat kimia dapat dikombinasikan atau dikonversi ke orang lain melalui reaksi kimia.

Bentuk energi, seperti cahaya dan panas, bukanlah materi, dan karenanya bukan “zat” dalam hal ini.

Zat kimia dapat didefinisikan sebagai “bahan apa pun dengan komposisi kimia tertentu” dalam buku teks kimia umum pengantar. Menurut definisi ini zat kimia dapat berupa unsur kimia murni atau senyawa kimia murni. Tapi, ada pengecualian untuk definisi ini; zat murni juga dapat didefinisikan sebagai bentuk materi yang memiliki komposisi yang pasti dan sifat yang berbeda. Indeks zat kimia yang diterbitkan oleh CAS juga mencakup beberapa paduan komposisi yang tidak pasti. Senyawa non-stoikiometrik adalah kasus khusus (dalam kimia anorganik) yang melanggar hukum komposisi konstan, dan bagi mereka, kadang-kadang sulit untuk menarik garis antara campuran dan senyawa, seperti dalam kasus paladium hidrida. Definisi yang lebih luas dari bahan kimia atau bahan kimia dapat ditemukan, misalnya: “istilah ‘zat kimia’ berarti zat organik atau anorganik dari identitas molekuler tertentu, termasuk – (i) setiap kombinasi zat tersebut yang terjadi secara keseluruhan atau sebagian sebagai akibat reaksi kimia atau yang terjadi di alam “.

Dalam geologi, zat-zat komposisi yang seragam disebut mineral, sedangkan campuran fisik (agregat) dari beberapa mineral (zat yang berbeda) didefinisikan sebagai batuan. Namun, banyak mineral yang saling larut dalam larutan padat, sehingga batuan tunggal adalah zat yang seragam meskipun merupakan campuran dalam istilah stoikiometrik. Feldspars adalah contoh umum: anorthoclase adalah alkali aluminium silikat, di mana logam alkali dipertukarkan baik natrium atau kalium.

Dalam hukum, “zat kimia” dapat mencakup zat murni dan campuran dengan komposisi atau proses pembuatan yang ditentukan. Sebagai contoh, EU EU REACH mendefinisikan “zat monokonstituen”, “zat multi-konstituen” dan “zat dengan komposisi tidak diketahui atau variabel”. Dua yang terakhir terdiri dari beberapa zat kimia; Namun, identitas mereka dapat ditetapkan baik dengan analisis kimia langsung atau referensi ke proses manufaktur tunggal. Misalnya, arang adalah campuran polimer yang sangat kompleks dan sebagian yang dapat ditentukan oleh proses pembuatannya. Oleh karena itu, meskipun identitas kimianya tidak diketahui, identifikasi dapat dilakukan dengan akurasi yang memadai. Indeks CAS juga termasuk campuran.

Polimer hampir selalu muncul sebagai campuran molekul dari banyak massa molar, yang masing-masing dapat dianggap sebagai zat kimia terpisah. Namun, polimer dapat ditentukan oleh prekursor atau reaksi yang diketahui dan distribusi massa molar. Misalnya, polietilen adalah campuran rantai yang sangat panjang dari unit berulang -CH2, dan umumnya dijual di beberapa distribusi massa molar, LDPE, MDPE, HDPE dan UHMWPE.