药物化学（英语：Medicinal chemistry），简称药化，是创建在化学和生物学基础上，对药物结构和活性进行研究的一门学科。研究内容涉及发现、修饰和优化先导化合物，从分子水平上揭示药物及具有生理活性物质的作用机理，研究药物及生理活性物质在体内的代谢过程。

药物化学的任务包括：研究药物的化学结构和活性间的关系（构效关系）；药物化学结构与物理化学性质的关系；阐明药物与受体的相互作用；鉴定药物在体内吸收、转运、分布的情况及代谢产物；通过药物分子设计或对先导化合物的化学修饰获得新化学实体创制新药。

Medicinal chemistry and pharmaceutical chemistry are disciplines at the intersection of chemistry, especially synthetic organic chemistry, and pharmacology and various other biological specialties, where they are involved with design, chemical synthesis and development for market of pharmaceutical agents, or bio-active molecules (drugs).