Nguyên tố hóa học, thường được gọi đơn giản là nguyên tố, là một chất hóa học tinh khiết, bao gồm một kiểu nguyên tử, được phân biệt bởi số nguyên tử, là số lượng proton có trong mỗi hạt nhân.

Tại thời điểm năm 2011, có tất cả 118 nguyên tố hóa học đã được tìm thấy, trong đó 94 nguyên tố có nguồn gốc tự nhiên (trong đó có 88 nguyên tố dễ kiếm trên Trái Đất còn 6 nguyên tố còn lại rất là hiếm), 24 nguyên tố còn lại là nhân tạo. Nguyên tố nhân tạo đầu tiên là Tecneti (Tc) tìm thấy năm 1937. Tất cả các nguyên tố nhân tạo đều có tính phóng xạ với chu kỳ bán rã ngắn vì vậy chúng không thể tồn tại tự nhiên trên Trái Đất ngày nay do sự phóng xạ đã diễn ra ngay từ khi hình thành Trái Đất.

Các nguyên tố nhẹ nhất là Đơteri (D) và Triti (T), là những nguyên tố đầu tiên xuất hiện trong Vụ Nổ Lớn (the Big Bang). Tất cả các nguyên tố nặng hơn được tìm thấy hay sản xuất một cách tự nhiên hay nhân tạo thông qua hàng loạt phương thức khác nhau của tổng hợp hạt nhân.

Mỗi nguyên tố hóa học đều có một tên và ký hiệu riêng để dễ nhận biết. Tên gọi chính thức của các nguyên tố hóa học được quy định bởi Hiệp hội quốc tế hóa học lý thuyết và ứng dụng (tiếng Anh: International Union of Pure and Applied Chemistry) (viết tắt: IUPAC). Tổ chức này nói chung chấp nhận tên gọi mà người (hay tổ chức) phát hiện ra nguyên tố đã lựa chọn. Điều này có thể dẫn đến tranh luận là nhóm nghiên cứu nào thực sự tìm ra nguyên tố, là câu hỏi từng làm chậm trễ việc đặt tên cho các nguyên tố với số nguyên tử từ 104 trở lên trong một thời gian dài. Các nguyên tố hóa học cũng được cấp cho một ký hiệu hóa học thống nhất, dựa trên cơ sở tên gọi của nguyên tố, phần lớn là viết tắt theo tên gọi La tinh. (Ví dụ, carbon có ký hiệu hóa học ‘C’, natri có ký hiệu hóa học ‘Na’ từ tên gọi La tinh natrium). Ký hiệu hóa học của nguyên tố được thống nhất và hiểu trên toàn thế giới trong khi tên gọi thông thường của nó khi chuyển sang một ngôn ngữ khác thì phần lớn không giống nhau.

Các nguyên tố có thể kết hợp với nhau để tạo thành các đơn chất hay hợp chất hóa học dưới các trạng thái các khối đơn nguyên tử hay hai nguyên tử hoặc đa nguyên tử. Điều này được gọi là tính đa hình. Ví dụ nguyên tố ôxy có thể tồn tại dưới các trạng thái sau: ôxy nguyên tử (O), ôxy phân tử (O2), ôzôn (O3).Hợp chất vô cơ (như nước, muối, oxit …) và hợp chất hữu cơ. Trong phần lớn các trường hợp các hợp chất này có thành phần, cấu trúc và thuộc tính đặc trưng cố định.

Một vài nguyên tố, phần lớn là các kim loại kết hợp với nhau để tạo thành một cấu trúc mới với các thành phần có thể thay đổi (như hợp kim). Trong trường hợp này có lẽ tốt nhất là nói về trạng thái liên kết hơn là hợp chất. Nói chung, trên thực tế thì một chất hóa học nào đó có thể là hỗn hợp của cả hai dạng kể trên.

Các nguyên tố hóa học được sắp xếp và liệt kê trong một bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học theo thứ tự tăng dần của số nguyên tử, Z. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học cho biết những thông tin về các tính chất cơ bản của một nguyên tố. Ví dụ như dạng thể, độ bay hơi, độ đông đặc … Phương thức thuận tiện nhất để tra cứu các nguyên tố là trình bày chúng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, bảng này nhóm các nguyên tố với những thuộc tính hóa học tương tự nhau trong cùng một nhóm.