化学计量学（chemometrics）是一门将计算机科学、数学和统计学的系统理论和研究方法与分析化学和现代仪器分析紧密结合的化学分支学科，是分析化学理论基础的核心组成部分之一。化学计量学由瑞典化学家Svante Wold于1971年创建，与之同一时期建立的还有生物计量学（biometrics）与经济计量学（econometrics）。有着百年历史的分析化学学科目前所正在经历的巨大变革，就与化学计量学的兴起与发展息息相关。
作为一门内涵丰富的化学分支学科和新兴的多学科交叉领域，化学计量学的目标是通过计算机科学、数学和统计学理论与方法，优化化学量测过程与实验设计，并从化学量测数据中最大限度地提取有价值信息。可以形象地说，相对于经典的化学与物理分离，化学计量学可将分析对象所表征的复杂混合信息从数学维度进行彻底的分离，并从中提取和归纳与研究对象内涵与本质规律紧密联系的关键信息。因此，有理由根据化学计量学的参与程度从而将传统的分析化学任务分为湿法实验（样品采集、制备与仪器分析操作）与干法实验（数据分析与信息挖掘）两部分。
化学计量学的研究内容涵盖了化学量测的全过程，从而为化学的各个分支学科提供了解决问题的新思路和新方法。在化学学科的众多领域，学术界和产业界都从这项新方法和新工具的应用中受益良多，譬如分析化学、药物化学、食品化学、环境化学、化学工程等各化学分支学科，详细领域和典型应用见下表所示，不一而足。
| 分支学科 | 典型应用 | 典型仪器 |
|---|---|---|
| 中药与天然药物 | 药材、饮片及中成药真伪优劣鉴别与质量评价、化学指纹图谱分析、物质基础研究、定量谱效学分析 | LC、TLC、GC、LC-MS、IR |
| 化学药物 | 有关物质分析、原料药及中间体快速鉴别、构效关系研究 | LC、LC-MS、IR |
| 生物制品 | 肽图指纹谱分析、蛋白质结构研究 | LC、LC-MS |
| 代谢组学 | 药理、毒理、生理、病理的代谢指纹谱与轮廓分析、代谢特征模式与通道寻找等 | LC-MSn、LC-NMR |
| 食品、农产品化学 | 食品安全快速筛查、违法违禁添加检测、检验检疫、产品质量控制与真伪鉴别、原料及添加剂分析、风味特征物质剖析、香精香料分析 | LC、GC、TLC、IR、UV |
| 环境化学 | 污染物分析、有害物监测、污染事故快速检测 | GC、LC、IR |
| 石油化工 | 轻质油、润滑油、渣油、生物柴油的油品分析、油页岩分析、污染源（溢油源）鉴别 | GC、IR |
| 化学化工 | 商业化学品剖析、高聚物鉴别、合成过程控制 | NMR、IR |
| 临床医学 | 疾病代谢组学、癌症早期诊断 | LC-MS |
| 珠宝及考古学 | 古颜料、玉石、陶瓷等的辨伪、断代、断源及文保 | Raman、X-Ray |
| 法医学 | 毒品、管制药物、爆炸物、犯罪现场及火场痕量物分析 | GC-MS、TLC、IR |
| 司法鉴定 | 纸张、染料、油墨、墨水、圆珠笔油来源及书写时间鉴别 | GC、TLC |
化学计量学是专为解决化学应用中的复杂实际问题应运而生的，其部分特点举例如下：
1.化学计量学的发展方兴未艾，技术手段日新月异、种类繁多，所采用方法可按照其分析化学或计量学等属性进行不同的划分，不一而足：
2.化学计量学中的很大一部分方法与仪器分析中的分析信号分辨与校正过程息息相关，出现了许多仪器分析专有的化学计量学算法，包括但不仅限于：
3.在实际应用中，要在深入了解所涉及领域的相关知识的前提下，根据待解决问题的具体情况选择合适的化学计量学方法，而并非一定是最新和最复杂的方法。