Η χημειομετρία αναφέρεται στη διαδικασία ανάλυσης πληροφοριών από δεδομένα που συχνά βασίζεται σε πολλές μεταβλητές. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δει μοτίβα στον τρόπο οργάνωσης των δεδομένων, να μετρήσει τις χημικές ιδιότητες των υλικών και να χρησιμοποιήσει μαθηματικά μοντέλα για την ταξινόμηση πληροφοριών. Εκτός από την ανάλυση του φάσματος φωτός μιας ουσίας ή τη μέτρηση της οξύτητας, τα χημειομετρικά χρησιμοποιούνται συχνά για τη διαχείριση της ποιότητας των προϊόντων και για την παρασκευή φαρμακευτικών προϊόντων. Τα στατιστικά και τα μαθηματικά χρησιμοποιούνται συνήθως για την εκτέλεση τέτοιων εργασιών. Μέθοδοι όπως η διερευνητική ανάλυση δεδομένων, η παλινδρόμηση και η ταξινόμηση συχνά βοηθούν στην ομαδοποίηση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων.
Οι φασματικές ιδιότητες διαφορετικών χημικών ουσιών, οι οποίες περιλαμβάνουν τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να αναγνωριστούν χρησιμοποιώντας φως και χρώμα, αναλύονται συχνά μέσω χημειομετρικών. Μπορούν να γίνουν και άλλοι τύποι μετρήσεων. Οι επιστημονικές αρχές του πεδίου εφαρμόζονται σε πολλές περιπτώσεις σε φασματόμετρα και άλλα εργαστηριακά όργανα. Οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τέτοιο εξοπλισμό χρειάζονται συνήθως ένα ισχυρό υπόβαθρο στην άλγεβρα και άλλα εφαρμοσμένα μαθηματικά.
Αυτό που γενικά προσθέτει η χημειομετρία στις επιστημονικές διαδικασίες είναι ένας τρόπος για να επιταχυνθεί η ταξινόμηση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων. Τα ανόμοια δεδομένα μπορούν να συσχετιστούν και να οργανωθούν από κρυφά μοτίβα. Οι απομακρυσμένες λεπτομέρειες χρησιμοποιούνται συχνά για την εύρεση μοτίβων καθώς και συνεχιζόμενων τάσεων σε μια συγκεκριμένη διαδικασία. Τα σύνθετα σύνολα δεδομένων μπορούν να ομαδοποιηθούν μαθηματικά χρησιμοποιώντας έννοιες όπως η ανάλυση κύριων συστατικών καθώς και η ιεραρχική ανάλυση συστάδων.
Τα δεδομένα μπορούν να ομαδοποιηθούν χρησιμοποιώντας αυτές τις μεθόδους και συχνά προσδιορίζονται και οι μεταβλητές που οδηγούν σε διαφορετικά αποτελέσματα. Οι επιστήμονες μπορούν επίσης να επικεντρωθούν σε συγκεκριμένες ιδιότητες που μπορεί να είναι κοινές σε πολλαπλά σύνολα δεδομένων. Τα αποτελέσματα των γνωστών μετρήσεων μπορούν να συγκριθούν με μια ποικιλία πληροφοριών χρησιμοποιώντας ανάλυση παλινδρόμησης. Στη χημική μηχανική, μερικές φορές εφαρμόζονται μέθοδοι που ονομάζονται ελάχιστα τετράγωνα και παλινδρόμηση κύριας συνιστώσας για να γίνουν σαφέστερες μετρήσεις δεδομένων. Συχνά χρησιμοποιούνται στον έλεγχο της διαδικασίας και στην παρακολούθηση της παραγωγής σε μια ποικιλία βιομηχανιών.
Αυτές οι τρεις μέθοδοι ταξινόμησης στη χημειομετρία χρησιμοποιούνται συνήθως για την πρόβλεψη σε ποια ομάδα ανήκει ένα δείγμα. Τα δεδομένα σε παρόμοια δείγματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη αποφάσεων ομαδοποίησης και προβλέψεων. Η χημειομετρία εφαρμόζεται συχνά στη βαθμονόμηση φασματοσκοπίων, στη μοντελοποίηση διαδικασιών για συστήματα παρακολούθησης και ανίχνευσης σφαλμάτων, καθώς και στο σχεδιασμό επιστημονικών οργάνων. Η συλλογή δεδομένων τυπικά απλοποιείται για εξοικονόμηση χρόνου, αποφεύγοντας την ανάγκη χειροκίνητης εξέτασης μεγάλων ποσοτήτων πληροφοριών. Οι παραλλαγές εφαρμόζονται συχνά σε άλλους τομείς της επιστήμης καθώς και στη μηχανική και τις επιχειρήσεις.