化学ライブラリー(かがくライブラリー、chemical library)または化合物ライブラリー(かごうぶつライブラリー、compound library)は、通常、ハイスループットスクリーニングまたは工業生産で最終的に使用される保存された化学物質のコレクションである。簡単に言えば、化学ライブラリーは、保存された一連の化学物質から構成されている。各化学物質は、その化合物の化学構造、純度、量、生理化学特性などの情報を含んだ、ある種のデータベースに保存された情報と関連付けられている。