Zat kimia adalah semua materi dengan komposisi kimia tertentu. Sebagai contoh, suatu cuplikan air
memiliki sifat yang sama dan rasio hidrogen terhadap oksigen yang sama baik jika cuplikan tersebut diambil dari sungai maupun dibuat di laboratorium. Suatu zat murni tidak dapat dipisahkan menjadi zat lain dengan proses mekanis apapun. Zat kimia yang umum ditemukan sehari-hari antara lain adalah air, garam (natrium glukosa) dan gula(sukrosa). Secara umum, zat terdapat dalam bentuk padat,cair atau gas, dan dapat mengalami perubahan fase zat sesuai dengan perubahan temperatur atau tekanan.
Konsep mengenai zat kimia terbentuk jelas pada akhir abad ke-18 dengan karya kimiawan joseph Proust mengenai komposisi beberapa senyawa kimia murni
Ia menyatakan "Semua cuplikan suatu senyawa memiliki komposisi yang sama; yaitu bahwa semua cuplikan memiliki proporsi yang sama, berdasarkan massa, dari unsur yang terdapat dalam senyawa tersebut". Ini dikenal sebagai hukum komposisi tetap, dan merupakan salah satu dasar dari kimia modern.
