เคมีดาราศาสตร์ (
อังกฤษ: Astrochemistry) เป็นการศึกษาองค์ประกอบทาง
เคมีที่พบในอวกาศ โดยมากเป็นการศึกษาในระดับที่ใหญ่กว่า
ระบบสุริยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน
เมฆโมเลกุล ซึ่งจะศึกษาตั้งแต่การก่อตัว การเกิดอันตรกิริยา และการสิ้นสลายลง เคมีดาราศาสตร์เป็นสาขาวิชาที่ก้ำกึ่งระหว่าง
ดาราศาสตร์และวิชา
เคมีแนวทางการศึกษาเคมีดาราศาสตร์จะใช้
กล้องโทรทรรศน์เพื่อตรวจวัดค่าคาดการณ์ต่างๆ ของวัตถุในอวกาศ เช่น
อุณหภูมิและองค์ประกอบของวัตถุ นอกจากนี้ยังใช้ประโยชน์จากการใช้
สเปกโตรสโกปีในห้องทดลองเคมีเพื่อแยกแยะชนิดของ
โมเลกุลในวัตถุทางดาราศาสตร์ (เช่น
ดาวฤกษ์ หรือ
เมฆระหว่างดาว) คุณลักษณะที่แตกต่างกันของโมเลกุลจะแสดงออกมาในสเปกตรัมของวัตถุนั้น เคมีดาราศาสตร์ยังมีความเกี่ยวข้องกับสาขาวิชา
ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และ
นิวเคลียร์ฟิสิกส์ ในการศึกษาคุณสมบัติของปฏิกิริยา
นิวเคลียร์ที่เกิดในดาวฤกษ์ ลำดับขั้นตอนของ
วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ และการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ของดาวฤกษ์ เพราะปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดวงดาวทำให้เกิดองค์ประกอบทางเคมีขึ้นโดยธรรมชาติ เมื่อดาวฤกษ์มีวิวัฒนาการไป มวลขององค์ประกอบใหม่ๆ ที่เกิดก็เพิ่มมากขึ้น