ในทางเคมี สารละลาย (อังกฤษ: solution) คือสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งมีสสารหนึ่งชนิดหรือมากกว่าเป็นตัวละลาย ละลายอยู่ในสารอีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นตัวทำละลาย ไม่เพียงแต่ของแข็งที่สามารถละลายในของเหลว เหมือนเกลือหรือน้ำตาลที่ละลายในน้ำ (หรือแม้แต่ทองคำที่ละลายในปรอทแล้วเกิดเป็นอะมัลกัม (amalgam)) แต่ก๊าซก็สามารถละลายในของเหลวได้ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์หรือออกซิเจนสามารถละลายในน้ำได้แต่โดยทั่วไปสารที่มีปริมาณมากกว่าจะถูกกำหนดให้เป็นตัวทำละลายสารละลายแบ่งออกเป็นหลายประเภทดังนี้: