La erosión química ocurre cuando el agua transporta los minerales disueltos lejos de sus rocas de origen. Sigue la meteorización química, que resulta de la alteración química de la roca por el agua. La erosión química es más común con la piedra caliza; El agua de lluvia ligeramente ácida disuelve el carbonato de calcio en la roca y la vuelve a depositar, a veces muy lejos, como en las estalagmitas y estalactitas. A través de la oxidación, la erosión química también se produce en cierto grado con minerales ígneos inestables y rocas ricas en hierro.
La meteorización química se clasifica en tres tipos principales. La disolución tiene lugar con piedra caliza y es famosa por sus cuevas de piedra caliza. En la oxidación, las superficies de las rocas ricas en hierro se oxidan en presencia de agua, alterando la superficie y dándole un aspecto rojizo. La hidrólisis ocurre cuando ciertos minerales de silicato, como los feldespatos, se transforman químicamente en arcilla, cuarzo y compuestos básicos en solución. La disolución y la hidrólisis son más probables que la oxidación para causar erosión.
El agua corriente que causa erosión química también puede causar erosión física en las mismas rocas. La lluvia es naturalmente ligeramente ácida, ya que el agua disuelve el dióxido de carbono en la atmósfera para crear ácido carbónico. El proceso de erosión se ve agravado por la lluvia ácida, que se produce cuando el azufre y otros compuestos atmosféricos se combinan con el agua para formar ácidos más potentes.