Une espèce chimique est une substance chimique ou un ensemble composé d’entités moléculaires chimiquement identiques qui peuvent explorer le même ensemble de niveaux d’énergie moléculaire sur une échelle de temps caractéristique ou délimitée. Ces niveaux d’énergie déterminent la façon dont les espèces chimiques interagiront avec les autres (s’engageant dans des liaisons chimiques, etc.). L’espèce peut être un atome, une molécule, un ion, un radical, et elle a un nom chimique et une formule chimique. Le terme s’applique également à un ensemble d’unités structurales atomiques ou moléculaires chimiquement identiques dans un réseau solide.

En chimie supramoléculaire, les espèces chimiques sont les structures supramoléculaires dont les interactions et les associations sont provoquées par des actions de liaison et de décollement intermoléculaires, et fonctionnent pour former la base de cette branche de la chimie.

Par exemple:

• L’espèce chimique argon est une espèce atomique de formule Ar;
• le dioxygène et l’ozone sont des espèces moléculaires différentes, de formules respectives O2 et O3;
• le chlorure est une espèce ionique; sa formule est Cl−;
• le nitrate est une espèce moléculaire et ionique; sa formule est NO3−;
• le méthyle est une espèce moléculaire et radicalaire; sa formule est CH3 •;
• le chlorure de sodium n’est PAS une espèce : ses unités ne sont pas identiques, les ions sodium et chlorure ont chacun leur niveau d’énergie spécifique ;
• L’ADN n’est PAS une espèce: le nom est appliqué de manière générique à de nombreuses molécules de formules différentes (chaque molécule d’ADN est unique).