kemialliset lait ovat kemian kannalta merkityksellisiä luonnonlakeja. Kemiassa keskeisin käsite on massan säilymislaki, jonka mukaan aineen määrässä ei tapahdu havaittavaa muutosta tavallisessa kemiallisessa reaktiossa. Moderni fysiikka osoittaa, että itse asiassa energia säilyy, ja että energia ja massa liittyvät toisiinsa; käsite, joka tulee tärkeäksi ydinkemiassa. Energian säilyminen johtaa tärkeisiin tasapainon, termodynamiikan ja kinetiikan käsitteisiin.

stoikiometrian lait eli gravimetriset mittasuhteet, joilla kemialliset alkuaineet osallistuvat kemiallisiin reaktioihin, tarkentavat massan säilymislakia. Joseph Proustin määräisen koostumuksen laki sanoo, että puhtaat kemikaalit koostuvat alkuaineista määrätyssä muodossa; tiedämme nyt, että myös näiden alkuaineiden rakenteellinen järjestely on tärkeä.

Daltonin moniosaisen lain mukaan nämä kemikaalit esiintyvät mittasuhteissa, jotka ovat pieniä kokonaislukuja (eli vedessä 1:2 O:H; vaikka monissa järjestelmissä (erityisesti biomakromolekyylit ja mineraalit) suhteet yleensä vaativat suuria määriä, ja ne esitetään usein murto-osana. Tällaisia yhdisteitä kutsutaan ei-stoikiometrisiksi yhdisteiksi.

kolmas stoikiometrinen laki on vastavuoroisten mittasuhteiden laki, jonka perusteella kullekin alkuaineelle voidaan määrittää ekvivalenttipainot. Alkuaineen ekvivalenttipainoja voidaan sitten käyttää atomipainojen johtamiseen kullekin alkuaineelle.

nykyaikaisemmat kemian lait määrittelevät energian ja muunnosten välisen suhteen.

• tasapainotilassa molekyylit ovat seoksessa, jonka määrittelevät tasapainon aikajänteellä mahdolliset muunnokset, ja ovat molekyylien sisäisen energian määrittämässä suhteessa—mitä pienempi sisäinen energia, sitä runsaampi molekyyli.
• yhden rakenteen muuttaminen toiseksi vaatii energiapanoksen energiaesteen ylittämiseen; tämä voi olla lähtöisin itse molekyylien sisäisestä energiasta tai ulkoisesta lähteestä, joka yleensä kiihdyttää muutoksia. Mitä korkeampi energiaeste on, sitä hitaammin muutos tapahtuu.
• on hypoteettinen väli-eli siirtymärakenne, joka vastaa energiaesteen yläosassa olevaa rakennetta. Hammond-Leffler Postulate todetaan, että tämä rakenne näyttää eniten samanlainen tuote tai lähtöaine, joka on luontainen energia lähimpänä kuin energia este. Tämän hypoteettisen välituotteen stabilointi kemiallisen vuorovaikutuksen avulla on yksi tapa saavuttaa katalyysi.
• kaikki kemialliset prosessit ovat palautuvia (mikroskooppisen palautuvuuden laki), vaikka joissakin prosesseissa on tällainen energiaharha, ne ovat pohjimmiltaan palautumattomia.