化学吸附（Chemisorption），又称化学吸附作用，是在暴露表面上的化学反应，表面和吸附质之间形成电子键的气体吸附过程。在化学反应过程中，吸附质与吸附剂表面形成不同的化学结合键。与物理吸附不同，化学吸附具有高度特异性，涉及将被吸附的气体或蒸汽分子分解为原子、自由基或离子，这些粒子通过化学键与表面特定吸附位点结合。

这种相互作用的典型特征是高结合能，且在标准条件下不可逆。化学吸附在催化剂表征中发挥关键作用，为以下催化剂特性提供重要洞察：金属实现催化活性的还原温度、可用于反应的表面金属或活性位点数量、特定活性位点的强度，以及材料在经历还原或氧化循环后的性能表现。