化學熱力學（英語：Chemical thermodynamics）是在熱力學定律範疇之下，研究化學反應以及系統狀態之間熱和功的交互關係。化學熱力學不僅包含實驗測定不同的熱力學性質，還應用數學分析來探討化學問題及自發過程。
化學熱力學的建構是基於前兩個熱力學定律，由熱力學第一、第二定律，四個方程式可得到「吉布斯函數」。再由這些方程式對應熱力學系統中的熱力學性質推導出相對簡單的數學，由此勾略出化學熱力學的數學架構[1]。
由此可知，化學熱力學不僅是基於熱力學第一和第二定律發展而成，還加入一些數學函數以及其他理論概念，因而成為一種可以解答各種不同問題的工具。
