Kemiassa palamisanalyysi on menetelmä, jota käytetään määrittämään aineen atomikoostumus. Tätä menetelmää käyttäen kemisti voi ottaa tarkasti mitatun tuntemattoman aineen massan ja polttaa sen kontrolloiduissa olosuhteissa palamistuotteiden analysoimiseksi ja siten näytteen empiirisen kaavan määrittämiseksi. Aineen empiirinen kaava viittaa aineen muodostavien atomien tyyppiin ja kunkin atomityypin suhteellisiin lukuihin ilmaistuna yksinkertaisimpana mahdollisena suhteena kokonaislukuina. Tästä syystä empiiristä kaavaa kutsutaan orgaanisessa kemiassa joskus yksinkertaisimmaksi kaavaksi.
Vaikka palamisanalyysimenetelmät voivat antaa tiedemiehen määrittää tuntemattoman aineen empiirisen kaavan, se ei anna tietoja aineen molekyylikaavasta tai rakennekaavasta. Nämä kaksi kaavaa tarjoavat lisätietoja, joita ei voida varmistaa palamisanalyysillä. Molekyylikaava muistuttaa paljon empiiristä kaavaa, paitsi että se osoittaa kunkin atomityypin tyypin ja suhteellisen suhteen mukaan myös atomien absoluuttisen määrän kussakin aineen molekyylissä. Rakennekaava tarjoaa vielä enemmän tietoa näyttämällä tarkalleen, kuinka molekyylin atomit liittyvät toisiinsa.
Palamisanalyysiä käytetään pääasiassa tuntemattomien hiilipohjaisten orgaanisten yhdisteiden empiiristen kaavojen määrittämiseen. Kun alkuperäisen yhdisteen näyte poltetaan, hapen läsnä ollessa näytteen hiiliatomit muutetaan hiilidioksidiksi ja vetyatomit muunnetaan veteen. Hiilidioksidi tunnetaan hiilen oksidina, koska se koostuu hiiliatomista, joka on liitetty kahteen happiatomiin. Vesi on vetyoksidi, koska se koostuu kahdesta vetyatomista, jotka on liitetty yhteen happiatomin kanssa. Samoin muut alkuperäisessä näytteessä olevat elementit muutetaan palamisprosessin aikana alkuperäisten alkuaineiden oksideiksi.
Palamisanalyysiin käytetty kaasuanalysaattorilaite koostuu tyypillisesti lämmitetystä polttokammiosta, johon syötetään happivirta, ja useista louhoista. Happivirta kulkee polttokammion läpi, ja kun analysoitava näyte poltetaan, tämä happivirta kuljettaa mukanaan palamistuotteita. Nämä tuotteet ovat kaasujen muodossa, jotka jäävät lähtöluukkuihin, joissa ne voidaan mitata analyysin loppuun saattamiseksi.