化学武器利用化学物质的毒性杀伤有生力量的各种武器和器材的总称。化学武器属于大规模杀伤性武器，主要由三部分组成：一是直接干扰和破坏人的正常生理功能，造成死亡、失能或永久伤害的毒剂（过去也称毒气）；二是装填毒剂并把它分散成战斗状态的化学弹药或装置，如钢瓶、毒烟罐、气溶胶发生器、布撒器，以及各种炮弹、航弹、火箭弹和导弹弹头等；三是把化学弹药或装置投送到目标区的发射系统或运载工具，如大炮、飞机、火箭、导弹等。
化学武器可分为化学炮弹、化学航空炸弹、化学火箭弹、化学导弹、化学地雷、毒剂布撒车、航空布撒器及装有毒剂前体的二元化学弹药等。
化学武器与常规武器相比最大的不同在于：常规武器的杀伤作用主要依靠弹药爆炸形成的破片与冲击波，化学武器杀伤作用的大小主要取决于弹药中装填的化学毒剂。化学弹药在爆炸时将携带的化学毒剂以气态、液态或气溶胶形式分散，当人员经呼吸道吸入或经皮肤吸收引发毒害作用，造成人员化学中毒，轻者丧失作战能力，重者立即死亡。化学武器无孔不入的特性更是增强了其伤害作用。
按照毒剂的'毒害作用，人们通常将化学毒剂分为以下六类：
（1）神经性毒剂。是现今毒性最强的一类毒剂，因人员中毒后迅速出现一系列神经系统症状而得名。主要代表物有沙林、塔崩、梭曼、维埃克斯等。
（2）糜烂性毒剂。又称起疱剂，是一类接触后会引起皮肤、眼、呼吸道等局部损伤，吸收后出现不同程度的全身反应的毒剂。主要代表物有芥子气和路易氏剂等。
（3）全身中毒性毒剂。又称血液性毒剂，是经呼吸道吸入后，会与细胞色素氧化酶结合，破坏细胞呼吸功能，导致组织缺氧的一类毒剂。吸入高浓度毒剂可导致呼吸中枢麻痹，人员死亡极快。主要代表物有氢氰酸、氯化氰等。
（4）窒息性毒剂。又称肺刺激剂，主要损伤呼吸系统，引起急性中毒性肺水肿，导致缺氧和窒息。主要代表物有光气、双光气等。
（5）失能性毒剂。可以引起思维、情感和运动机能障碍，使人员暂时丧失战斗能力的毒剂。主要代表物有毕兹。
（6）刺激剂。接触后对眼和上呼吸道有强烈的刺激作用，会引起眼痛、流泪、打喷嚏和胸痛的一类毒剂。主要代表物有苯氯乙酮、亚当氏剂、西埃斯和西阿尔。
此外，自然界还存在天然毒素，如蓖麻毒素和石房蛤毒素等，它们也曾作为化学武器被研究过。美军在越南战争中还曾大量使用了在农业上用来清除田间杂草的“除莠剂”、“落叶剂”和“土壤不孕剂”等来毁坏农作物和森林。该类药剂在军事上被称为“植物杀伤剂”，使用的目的是毁灭对方生活基础、暴露对方目标。但如果人员和鸟类吸入、误食或经皮肤大量接触植物杀伤剂，也会引起中毒。