Ķīmiskā atmosfēras iedarbība ir process, kas notiek, kad ūdens, gaiss vai skābes izraisa ķīmiskas izmaiņas akmeņos esošajos minerālos. Šīs izmaiņas izraisa iežu izšķīšanu vai pārveidošanu jaunos elementos. Atšķirībā no mehāniskās atmosfēras iedarbības, ķīmiskā atmosfēra var mainīt izturēto iežu sastāvu. Šķīdums, oksidēšana, hidratācija, karbonizācija un hidrolīze ir visi šāda veida laikapstākļu piemēri.
Šķīdums rodas, kad šķīdinātājs, piemēram, ūdens, sadalās un izšķīdina akmeņus. Ūdenim var būt vairākas ķīmiskas atmosfēras ietekmes uz akmeņiem. Kad iežu minerāli absorbē ūdeni un izplešas, iežu struktūra kļūst nestabila. Šis efekts ir pazīstams kā hidratācija.
Lai gan lielākā daļa minerālvielu nešķīst tīrā ūdenī, daudzi ātri nokļūs, ja ir pat neliels skābes daudzums. Ūdens dabiski tiek padarīts skābs, savienojoties ar oglekļa dioksīdu. Oglekļa dioksīds nelielos daudzumos sastopams zemes atmosfērā, kas lietus laikā var izraisīt skābumu. Dzīvnieku elpošana un bojājošās organiskās vielas var pievienot augsnei oglekļa dioksīdu, izraisot gruntsūdeņu vieglu skābumu. Karbonēšana notiek, kad oglekļa dioksīds reaģē ar minerālvielām akmeņos, lai tās izšķīdinātu vai vājinātu.
Oksidācija notiek, kad skābeklis gaisā savienojas ar minerāliem klintī, veidojot jaunus ķīmiskus savienojumus. Rūsa ir oksidācijas piemērs. Atmosfērā ir daudz skābekļa, bet oksidēšanās notiek lēni, ja vien nav ūdens. Ūdenī izšķīdinātais skābeklis izraisa lielāko daļu oksidācijas laika apstākļu.
Hidrolīze notiek, kad iežu minerāliem ir ķīmiska reakcija pret lietus ūdenī atrodamo ūdeņradi. Tas izraisa jaunu savienojumu veidošanos, vājinot iežu struktūru. Piemēram, kad granīts tiek hidrolizēts, laukšpats, kas atrodas klintī, pārvēršas māliem līdzīgā materiālā, vājinot iezi.
Kad notiek hidrolīze, iezis tiek ietekmēta no ārpuses iekšā. Daudzi faktori ietekmē ķīmiskās atmosfēras iedarbības ātrumu uz iežu virsmas. Ja klintī ir plaisas vai lūzumi, laikapstākļi pasliktinās šos defektus. Izejmateriāla ķīmiskais sastāvs ietekmē arī laikapstākļu ātrumu. Daži minerāli ir neaizsargātāki pret šādiem laikapstākļiem; piemēram, iezis, kas pazīstama kā bazalts, ātri iztur laika apstākļus tajā esošo ķīmiski nestabilo minerālu dēļ.
Ķīmiskie laikapstākļi ir vairāk izplatīti tropu vidē nekā arktiskā vai sausā vidē. Liels nokrišņu daudzums, siltāka temperatūra un zems iztvaikošanas līmenis rada atmosfēru, kas veicina ķīmisko laikapstākļu iedarbību. Daļiņām ar lielāku virsmas laukumu ir lielāks ķīmiskās atmosfēras iedarbības risks nekā daļiņām ar mazāku virsmas laukumu. Tā kā ķīmiskā atmosfēras iedarbība ietekmē akmens virsmu, jo lielāks ir akmens virsmas laukums, jo lielāka ietekme var būt. Organismi, piemēram, sēnītes vai aļģes, kas var augt uz akmeņiem, var veicināt strauju laika apstākļu pieaugumu, salīdzinot ar akmeņiem, kurus šie organismi neietekmē.