Веще́ственный хими́ческий ана́лиз, вариант химического анализа, имеющий целью обнаружение и определение отдельных химических и физических форм существования компонента (прежде всего химического элемента) в анализируемом объекте. Методами вещественного химического анализа устанавливают, в какой степени окисления изучаемый элемент находится, с какими ионами или молекулами он связан, поскольку многие важные свойства элементов (токсичность, поведение в гео- и биохимических циклах и др.) зависят от их физико-химической формы. Так, токсичность ионов As³⁺, Cr⁶⁺ и CH₃Hg²⁺ выше, чем As⁵⁺, Cr³⁺ и Hg²⁺ соответственно; свойства этих и многих других простых ионов и молекул зависят также от того, находятся ли они в водных средах в низкомолекулярном состоянии, связаны ли с природными макромолекулами или частицами.

Обычно при вещественном химическом анализе количества отдельных форм элемента в образце измеряют по содержаниям самого элемента (с использованием атомной или масс-спектрометрии, электрохимических и других методов), поэтому изучаемые формы перед определением разделяют, применяя, например, хроматографические, экстракционные или мембранные методы. При вещественном химическом анализе твёрдых материалов, таких как металлы, сплавы, руды и минералы, используют прямые физические методы (рентгеноспектральные, резонансные, методы колебательной спектроскопии и др.), позволяющие различить формы элементов по их характеристическим спектрам. Вещественный химический анализ применяют в токсикологии, геохимии, при экологических исследованиях, производстве пищевых продуктов, в материаловедении и др.