Materiał o takim samym składzie i właściwościach jest czystą substancją chemiczną. Substancji chemicznej nie można rozdzielić na składniki metodą fizyczną. Substancje chemiczne mogą być plazmą, gazami, cieczami lub ciałami stałymi. Przykłady czystych substancji obejmują chlorek sodu, wodorowęglan sodu i sacharozę.
Każdy czysty pierwiastek i każdy czysty związek są uważane za substancje. Żelazo jest pierwiastkiem, a zatem jest substancją. Substancja nie musi składać się z jednego elementu lub typu cząsteczki. Substancja jest wolna od zanieczyszczeń. Innym przykładem substancji jest metan, jest to czysty związek, a zatem substancja.