化学式（chemical formula ）是借助 元素符号 、 数字 以及其他符号，例如 括号 、加号(+)、 减号 (-)、短线等，来表示 物质 元素组成的式子， 化学式分为 实验式 、 分子式 、 结构式 、 示性式 （ 结构简式 ）、 键线式 以及 电子式 等几类。
表示 无机化合物 的化学式，多采用实验式和分子式；表示 有机物 的化学式，多采用结构式或 结构简式 。
实验式是最简单的化学式，仅可用于表示化合物分子中各 原子 数量的整数比；分子式可以表示化合物分子的原子组成以及比例，有些物质的实验式与分子式相同，比如水（ H₂O ）、 甲烷 （CH₄）、 二氧化碳 （ CO₂ ）等。
结构式可以表明化合物分子中各组分原子的 价键 、排列次序和连接方式，一定程度上可以表示分子的结构，但并不能表示 分子的空间构型 。 示性式（ 结构简式 ）和 键线式 是在 结构式 基础上的简化的表示方式，两者均主要用于 有机化合物 的表示。
发展历史
约翰·道尔顿 （John Dalton）在研究 原子论 的过程中，设计了一套符号来表达自己的学说。因为道尔顿认为简单 原子 均为圆球形，所以用圆圈代表原子符号，并在图上标注不同的点或者线，以区分原子的种类。但是因为这套系统印刷与书写不便，未被广泛采纳。
1813年， 永斯·贝采利乌斯 （Jons Jacob Berzelius）为解决化学元素书写与印刷的困难，开始使用元素符号加数字的方式来表达分子的化学式。 他将每种元素的 拉丁文 名称开头的1-2个字母作为元素符号，例如 N—— nitrie 、O—— 氧 、P—— plumbum 。 同时， 贝采里乌斯 规定，每一个元素符号在化学式中代表一个 原子 ，在元素符号旁边标明数字代表该原子的数量，这一化学式表示方式被沿用至今。
主要类型
实验式
实验式（empirical formula ） 也称 简式 、 最简式 ，有时也被泛称为“化学式”，是用元素符号来表示组成化学物质的元素以及各元素数量比的方式，也是表示化学物质元素组成最简单的方式。 例如， 苯 的实验式是CH， 氯化钾 的实验式是 KCl 。
实验式仅能表示原子数量比，无法表示物质的状态和结构。例如， NaCl 是 氯化钠 的实验式，仅表示氯化钠 晶体 中 钠 和 氯 的比例是 1:1，不代表氯化钠有分子形式存在。
在有机化学中，相同的 实验式 有可能代表不同的物质，比如苯和 乙炔 的实验式都是CH。
分子式
分子式（molecular formula ） 是表示 单质 或化合物的一个分子中各元素 原子 的 确切数目 的化学式。
相比 实验式 ，分子式可以更清晰地表示一个化合物的原子组成情况。比如， 氧气 的分子式是O 2 ，表示一个氧分子由两个 氧原子 组成； 二氧化碳 的分子式是CO 2 ，代表二氧化碳分子由一个 碳 和两个氧原子组成，分子量为44。
结构式
结构式（structural 公式 ） 是用于表示化合物分子中，各原子之间排列顺序和结合方式的化学式。相比 分子式 可以更加清晰地表明原子之间的连接方式和连接关系，比如 乙醇 和 二甲醚 的分子式相同，均为C 2 H 6 O，两者无法通过分子式区分，但是在结构式上表现不同。
结构式中连线的不同，代表共用 电子对 的不同。“—”表示一对共用电子对，“=”表示两对共用电子对，“≡”表示三对共用电子对。例如， 氯气 的结构式是 Cl—Cl， 氮气 的结构式是 N≡N， 冰醋 的结构式是：
结构式不能准确表示空间构型，如上图甲 结构式中，五个 原子 在一个平面，相邻两个 氢原子 之间的键角为 90°，但甲烷实际是 正四面体 ， 碳 在中心，氢原子之间的键角为 109°28′。
在涉及到有机化学立体结构时，会分别用虚线代表键在纸平面后， 楔形键 表示该键在纸平面前， 箭头 表示 配位键 ，波浪线表示 聚合物 中省略结构的延伸部分等。
示性式
示性式（condensed formula ） 也被称为 结构简式 ，是简化的 结构式 ，主要用于表示 有机化合物 ，一般为在结构式的基础上，省略碳与氢之间的键线，或者将 碳氢 单键 和横向的碳碳单键的键线均省略。
示性式虽然在结构式基础上有所简化，但是可以突出表明化合物中的 官能团 。例如， 乙烯 的示性式是 CH 2 =CH 2 ，突出了碳碳 双键 C=C； 乙酸 的示性式是 CH 3 COOH ，突出了官能团 -COOH 。
键线式
键线式（bond-line formula） ，也叫 拓扑表示式 或 拓扑构造 式 ，是只用键线来表示 有机物 结构的一种方式，省略了碳氢键、 碳原子 及与碳原子相连的 氢原子 ，保留杂原子以及与杂原子相连的氢原子。键线式书写中，两根 单键 之间或一根双键和一根单键之间的夹角为 120°，一根单键和一根 三键 之间的夹角是 180°。
电子式
电子 式 ，也称 路易斯结构式 （Lewis structure fromula） ，是表示 原子 或离子最外层电子结构的式子，电子式书写时，在元素符号周围用“·”或“×”表示原子最外层电子数目，书写时先依据元素的原子 最外层电子数 的多少，用小黑点或叉号在元素符号的上、下、左、右各表示出 1 个电子，之后再将多余的电子与之 配对 。 下图为 氯原子 、 氯气 、 氯化氢 、 氯化钠 、 氢氧化钠 的电子式。
离子 的电子式，在 阴离子 或 原子团 外加方括弧，并在方括弧的右上角标注 离子电荷 的 电性 与 带电量 ，下图是 氯离子 的电子式和 氢氧根 的电子式。
阳离子 的电子式一般用它的 离子符号 表示，如 Na⁺、H⁺、Ca²⁺。
特殊情况
同位素的化学式
表示 同位素 时，采用在元素符号的左上角标注 质量数 ，同时在左下角表明 原子序数 。例如 、 、 分别表示 C 的三种同位素。
有机化学通式
用于表示一系列 有机化合物 的 化学 式，该类有机化合物的元素组成遵循某种特定的数量关系，表示这一类物质时，可以用化学通式来指代。例如， 链烷烃 的通式为 ， 一元饱和醇 的通式为 。
聚合物的化学式
聚合物一般由许多简单的结构单元通过 共价键 重复键接而成，在方（或圆） 括号 中书写结构单元（重复单元），括号表示重复连接，n 来代表重复单元数。
对于两种或以上 单体 共聚而成的聚合物，其重复单元中有可能会有多个结构单元。例如 聚己二酰己二胺 的重复单元中，含有两个结构单元。
非整比化合物的化学式
化合物中各元素之间一般有明确的比例关系，但是部分化合物不符合此定律（ 定比定律 ），因此在书写化学式时 原子 的相对数目无法用整数来表示，这类化合物被称为“非整比化合物”。例如，1000℃ 下的 FeO 的化学式中，Fe 的含量在 到 之间变动。Fe 的右下角此时不是整数。
非整比化合物有时也可以用字母表示可变部分，例如： 。
富勒烯衍生物的化学式
金属与 富勒烯 的结合方式有内嵌和外部附着两种方式，一般用“@”表示内嵌在富勒烯中的金属，比如 M@C₆₀ ，其中 M 表示内嵌在富勒烯中的金属；具有内嵌和外部附着的时候，用（）圈住富勒烯以及内嵌的物质， 括号 外则用于书写外部附着的物质。比如：K₂(K@C₅₉B)，表示 富勒烯 60个碳有一个被 硼 取代，同时内嵌了 钾 原子 ，并在外附着有两个钾原子。
书写规则
一般规则
单质 化学式 的写法
氧气 、 氢气 等单质，一个分子中有2个原子，化学式为在元素符号右下角写明数字“2”。
稀有气体、金属、固体非金属（ 碘 除外），习惯上用元素符号表示化学式。
化合物的化学式写法
习惯上将金属元素符号或正价元素写在左边，非金属或负价元素写在右边（CH₄、NH₄例外），化合物中正负 化合价 的代数和为零，在各元素符号下方用数字标出，数量为1的原子不用标明数字。
希尔系统
希尔系统 由 美国专利及商标局 的 希尔 （Edwin A. Hill）与1900年首次出版，该系统给出了编写 实验式 、 分子式 和示性式时，不同 原子 的排列顺序的建议，以解决原有排序习惯，在有机化学中和 无机化学 中，原子排列方式无法统一的问题。
具体排列规则为：
目前，该系统已经成为 化学 数据库与印刷品中，对化学物质进行 索引 和排序的最常用系统，并且绝大多数搜索资源不需要区分元素符号的大小写。 但是该排序系统并不适用于化学教学与学习中。
希尔系统举例：