العلاج الكيميائي علاج الأمراض بالعقاقير التي لها تأثير سام على مسبب المرض. ويُستخدم العلاج الكيميائي في الطب البشري والبيطري. وبعض العقاقير التي تستخدم في العلاج الكيميائي لها تأثيرات سامة على البكتيريا والفيروسات والكائنات الحية الأخرى التي تسبب الأمراض المعدية. وتهاجم بعض مركبات العلاج الكيميائي الخلايا السرطانية.

تُنتج عقاقير العلاج الكيميائي تأثيراتها عن طريق تشكيلة هائلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية. وهذه العقاقير لها خاصية التسميم الانتقائي، أي أنها أكثر سُمية للكائنات الحية المُعدية والخلايا السرطانية منها لأنسجة الجسم السليمة. ولكن العديد من مواد العلاج الكيميائي ينتج عنها تأثيرات جانبية غير مرغوب فيها. ولذا يصفها الأطباء البشريون والبيطريون بحذر شديد. ومن المعروف أن البكتيريا قادرة على أن تطور مناعة ضد العقاقير المستخدمة لفترات طويلة. وفي الأصل، كانت عقاقير العلاج الكيميائي تُستخدم في الغالب ضد الميكروبات. وفي الوقت الحاضر، تُستخدم هذه العقاقير لعلاج السرطان والأمراض العقلية.