宇宙化学(うちゅうかがく、英語: cosmochemistry あるいは astrochemistry)とは、宇宙空間における元素組成、星および星間物質の組成・構造について研究する学問である。地球化学などと同様な環境化学の一分野であり、無機化学の周辺分野に位置づけられる。 大きく分けると電波天文学等などで得られた通常物質の発光スペクトルあるいは吸収スペクトルから、星あるいは星間物質の組成を研究する方法と、隕石あるいは地球外探査機が取得サンプルを分析して得られる惑星・衛星の組成を研究する方法とに分類することができる。