Erozja chemiczna ma miejsce, gdy woda transportuje rozpuszczone minerały z dala od skał źródłowych. Następuje chemiczna wietrzenie, które wynika z chemicznej zmiany skały przez wodę. Erozja chemiczna jest najczęstsza w przypadku wapienia; lekko kwaśna woda deszczowa rozpuszcza węglan wapnia w skale i zatrzymuje go, czasem daleko, jak w stalagmitach i stalaktytach. Poprzez utlenianie, erozja chemiczna występuje również w pewnym stopniu w niestabilnych magmowych minerałach i skałach bogatych w żelazo.
Wrażenie chemiczne występuje w trzech głównych typach. Rozpuszczanie odbywa się za pomocą wapienia i jest szczególnie odpowiedzialne za jaskinie wapienne. W procesie utleniania powierzchnie skał bogatych w żelazo są utleniane w obecności wody, zmieniając jej powierzchnię i nadając jej rumiany wygląd. Hydroliza zachodzi, gdy pewne minerały krzemianowe, takie jak skalenie, zostają chemicznie zmienione w glinę, kwarc i zasadowe związki w roztworze. Rozpuszczanie i hydroliza są bardziej prawdopodobne niż utlenianie, które powoduje erozję.
Bieżąca woda powodująca erozję chemiczną może również powodować erozję fizyczną w tych samych skałach. Deszcz jest naturalnie lekko kwaśny, ponieważ woda rozpuszcza dwutlenek węgla w atmosferze, tworząc kwas węglowy. Proces erozji jest zaostrzony przez kwaśne deszcze, które powstają, gdy siarka i inne związki atmosferyczne łączą się z wodą, tworząc mocniejsze kwasy.
