Kemiallinen sää on prosessi, joka tapahtuu, kun vesi, ilma tai hapot aiheuttavat kemiallisia muutoksia kivien mineraaleihin. Nämä muutokset aiheuttavat kivien liukenemisen tai muuttumisen uusiksi elementeiksi. Toisin kuin mekaaninen sää, kemiallinen sää voi muuttaa haalistuneiden kivien rakennetta. Liuos, hapettuminen, nesteytys, hiilihappoisuus ja hydrolyysi ovat kaikki esimerkkejä tämän tyyppisestä säästä.
Liuos syntyy, kun liuotin, kuten vesi, hajoaa ja liuottaa kiven. Vedellä voi olla useita kemiallisia säävaikutuksia kiviin. Kun kalliossa olevat mineraalit imevät vettä ja laajenevat, kallion rakenne muuttuu epävakaaksi. Tämä vaikutus tunnetaan nesteytyksenä.
Vaikka useimmat mineraalit eivät liukene puhtaaseen veteen, monet kestävät nopeasti, vaikka pieniä määriä happoa on läsnä. Vesi tehdään luonnollisesti happamaksi yhdistämällä hiilidioksidiin. Hiilidioksidia esiintyy pieninä määrinä maan ilmakehässä, mikä voi aiheuttaa happamuutta sateessa. Eläinten hengitys ja hajoava orgaaninen aine voivat lisätä maaperään hiilidioksidia, jolloin pohjavesi muuttuu hieman happamaksi. Hiilihappoisuus tapahtuu, kun hiilidioksidi reagoi kivien mineraalien kanssa niiden liuottamiseksi tai heikentämiseksi.
Hapettuminen tapahtuu, kun ilmassa oleva happi yhdistyy kivien sisältämiin mineraaleihin muodostaen uusia kemiallisia yhdisteitä. Ruoste on esimerkki hapettumisesta. Ilmassa on runsaasti happea, mutta hapettuminen tapahtuu hitaasti, ellei vettä ole läsnä. Veteen liuennut happi aiheuttaa eniten hapettumista.
Hydrolyysi tapahtuu, kun kiven mineraaleilla on kemiallinen reaktio sadevedessä olevaan veteen. Tämä saa aikaan uusia yhdisteitä, mikä heikentää kiven rakennetta. Kun graniitti esimerkiksi hydrolysoituu, kiven sisältämä maasälpä muuttuu savimaiseksi materiaaliksi heikentäen kiveä.
Kun hydrolyysi tapahtuu, kallio vaikuttaa ulkopuolelta sisään. Monet tekijät vaikuttavat kalliopinnan kemiallisen sään vaikutukseen. Jos kalliossa on halkeamia tai murtumia, sää pahentaa näitä vikoja. Lähtömateriaalin kemiallinen koostumus vaikuttaa myös sääolosuhteisiin. Jotkut mineraalit ovat alttiimpia tällaisille sääolosuhteille; Esimerkiksi basaltti tunnetaan nopeasti, koska se sisältää kemiallisesti epävakaita mineraaleja.
Kemiallinen sää on yleisempi trooppisissa ympäristöissä kuin arktisissa tai kuivissa ympäristöissä. Suuret sademäärät, lämpimämpi lämpötila ja alhaiset haihtumisnopeudet luovat ilmapiirin, joka edistää kemiallista säänkestävyyttä. Suuremman pinta -alan hiukkaset ovat alttiimpia kemialliselle säälle kuin pienemmät pinta -alan hiukkaset. Koska kemiallinen sää vaikuttaa kiven pintaan, sitä suurempi on sen vaikutus, mitä suurempi on kiven pinta -ala. Kalliolla kasvavat organismit, kuten sienet tai levät, voivat edistää sään nopeaa lisääntymistä verrattuna kiviin, joihin nämä organismit eivät vaikuta.