kemiska lagar är de naturlagar som är relevanta för kemi. Det mest grundläggande begreppet i kemi är lagen om bevarande av massa, som säger att det inte finns någon detekterbar förändring i mängden materia under en vanlig kemisk reaktion. Modern fysik visar att det faktiskt är energi som bevaras, och att energi och massa är relaterade; ett begrepp som blir viktigt i kärnkemi. Bevarande av energi leder till de viktiga begreppen jämvikt, termodynamik och kinetik.

stökiometriens lagar, det vill säga de gravimetriska proportionerna genom vilka kemiska element deltar i kemiska reaktioner, utarbetar lagen om bevarande av massa. Joseph Prousts lag om bestämd sammansättning säger att rena kemikalier består av element i en bestämd formulering; vi vet nu att det strukturella arrangemanget av dessa element också är viktigt.

Daltons lag med flera proportioner säger att dessa kemikalier kommer att presentera sig i proportioner som är små heltal (dvs 1: 2 O:H i vatten); även om förhållandena i många system (särskilt biomakromolekyler och mineraler) tenderar att kräva stora antal och representeras ofta som en bråkdel. Sådana föreningar är kända som icke-stökiometriska föreningar.

den tredje stökiometriska lagen är lagen om ömsesidiga proportioner, som utgör grunden för att fastställa ekvivalenta vikter för varje kemiskt element. Elemental ekvivalenta vikter kan sedan användas för att härleda atomvikter för varje element.

mer moderna kemilagar definierar förhållandet mellan energi och transformationer.

• i jämvikt finns molekyler i blandning definierad av de omvandlingar som är möjliga på jämvikts tidsplanen och är i ett förhållande definierat av molekylernas inneboende energi—ju lägre den inneboende energin desto rikligare är molekylen.
• att omvandla en struktur till en annan kräver inmatning av energi för att korsa en energibarriär; detta kan komma från själva molekylernas inneboende energi eller från en extern källa som i allmänhet kommer att påskynda transformationer. Ju högre energibarriären desto långsammare sker omvandlingen.
• Det finns en hypotetisk mellanliggande eller övergångsstruktur som motsvarar strukturen högst upp på energibarriären. Hammond-Leffler-postulatet säger att denna struktur ser mest ut som den produkt eller utgångsmaterial som har inneboende energi närmast energibarriären. Att stabilisera denna hypotetiska mellanprodukt genom kemisk interaktion är ett sätt att uppnå katalys.
• alla kemiska processer är reversibla (lagen om mikroskopisk reversibilitet) även om vissa processer har en sådan energiförspänning, är de väsentligen irreversibla.