Τα χημικά απόβλητα περιλαμβάνουν τόσο τα χημικά υποπροϊόντα μεγάλων μεταποιητικών εγκαταστάσεων και εργαστηρίων, όσο και τους διαλύτες μικρότερης κλίμακας και άλλες χημικές ουσίες που απορρίπτονται από τα νοικοκυριά. Μπορεί να εμπίπτει στην ταξινόμηση των επικίνδυνων αποβλήτων, ανάλογα με τη φύση των χημικών ουσιών — για παράδειγμα, χημικές ουσίες όπως η αιθανόλη και η γλυκερίνη δεν απαιτούν ειδικές διαδικασίες διάθεσης. Η νομοθεσία για την υγεία και την ασφάλεια ποικίλλει διεθνώς και υπαγορεύει τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα απόβλητα πρέπει να χειρίζονται και να απορρίπτονται. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ρυθμίζεται από τον νόμο περί διατήρησης και ανάκτησης πόρων καθώς και από τον νόμο περί καθαρών υδάτων. ενώ οι Κανονισμοί Ελέγχου Επικίνδυνων για την Υγεία Ουσιών (COSHH) ρυθμίζουν τα χημικά απόβλητα στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Εάν τα χημικά απόβλητα δεν χειρίζονται ή δεν απορρίπτονται σωστά, τόσο το περιβάλλον όσο και τα κοντινά άτομα τίθενται σε κίνδυνο λόγω της δυνητικά διαβρωτικής, τοξικής, εύφλεκτης ή εκρηκτικής φύσης τους. Ο σωστός χειρισμός αυτών των αποβλήτων απαιτεί πρώτα τον διαχωρισμό χημικών ουσιών που ενδέχεται να αντιδράσουν μεταξύ τους, όπως άλατα από οξέα, υποχλωριώδες και υδροξείδια από την αμμωνία και οξειδωτικές ουσίες από εύφλεκτες ουσίες. Αφού διαχωριστεί σωστά, θα πρέπει να φυλάσσεται με ασφάλεια σε καλά κλεισμένα τύμπανα, μπουκάλια, δοχεία ή βάζα που δεν θα διαβρωθούν ή θα επηρεαστούν με άλλο τρόπο από το περιεχόμενο.
Οι ειδικές υπηρεσίες απόρριψης ανατίθενται συνήθως με σύμβαση από τις εγκαταστάσεις παραγωγής που παράγουν χημικά απόβλητα για την απομάκρυνσή τους με τρόπο που συμμορφώνεται με τους κανονισμούς υγείας και ασφάλειας. Στη συνέχεια μεταφέρεται σε ειδική εγκατάσταση διάθεσης, όπου αποβάλλεται ανάλογα με την σύνθετη ουσία ή τις ουσίες του. Τα περισσότερα χημικά απόβλητα, συμπεριλαμβανομένων των χλωριωμένων διαλυτών, αποτεφρώνονται σε υψηλή θερμοκρασία, ενώ άλλα υποβάλλονται σε επεξεργασία με υγρές χημικές μεθόδους. Αφού αποτεφρωθεί ή υποβληθεί σε επεξεργασία με υγρή χημεία, τα υπολείμματα είναι στη συνέχεια ασφαλή για απόρριψη σε χώρο υγειονομικής ταφής.
Οι επιπτώσεις της ακατάλληλης απόρριψης χημικών αποβλήτων λαμβάνουν συχνά υψηλό επίπεδο κάλυψης από τα μέσα ενημέρωσης, ιδιαίτερα όταν το εργοστάσιο ή η εγκατάσταση παραγωγής επιδεικνύει σκόπιμη αμέλεια. Για παράδειγμα, η Hooker Chemical Company της Νέας Υόρκης απέρριψε τα απόβλητά της σε ένα ημιτελές κανάλι και κάλυψε τη γη πριν τα πουλήσει για 1 δολάριο ΗΠΑ (USD) στο σχολικό συμβούλιο της πόλης των καταρρακτών του Νιαγάρα. Το 1977, οι κάτοικοι απομακρύνθηκαν αφού εντοπίστηκε διαρροή χημικών στην τοποθεσία, η οποία μέχρι εκείνη την εποχή περιείχε σχολείο και οικιστική υποδιαίρεση.