נשק להשמדה המונית שנעשה בו שימוש בכימיקלים כאמצעי להרעלת הקורבן או לפגיעה אחרת בו מתוך מטרה להמיתו, להביא לאי יכולת לחימה או לפציעתו. קיימים שני סוגים עיקריים של חומרי לחימה כימיים (חל"כ):
- חל"כ עצבים - גז הפוגע במערכת העצבים. בדרך כלל חוסם את הסינפסות (סינפסה - אזור המפגש בין תא עצב לתא מטרה, שבו מתרחשים תהליכים כימיים שמעבירים אותות בין התאים). הנפגעים מגז עצבים מאבדים שליטה על שריריהם, מפרכסים, מזיעים ומאבדים שליטה על הסוגרים. פעילות הגז מהירה יחסית וסיבת המוות היא בדרך כלל דום נשימה או דום לב. רוב גזי העצבים חודרים לגוף דרך מערכות הנשימה, ולכן מסכת אב"כ יעילה נגדם. אך ישנם גזים אחרים (כמו סארין) שחודרים גם דרך העור.
- חל"כ כוויה - חומר, בדרך כלל רסס נוזלי, שגורם לכוויה במגע עם העור. מדובר בכוויות כימיות, לא כוויות חום. הוא יכול לגרום למוות אם נשאף לריאות, שם יכול לגרום לבצקת ריאות (הצטברות נוזלים בריאה) המביאה למוות מחנק. ניתן להימנע מפגיעה מחל"כ זה על-ידי שהייה בחדר סגור או לבישת בגדים מיוחדים.
גם גז מדמיע וגם פלפל נחשבים נשק כימי, אך הם אינם הורגים אדם בוגר ובריא. אפשר לחמש טילים בראשי קרב כימיים ולהכניס חל"כ לפגזים ולשגרם מתותחים וממטוסים. יעילות הנשק הכימי במלחמה היא מוגבלת, גם כשהוא מופנה נגד אזרחים. עיקר כוחו הוא בפאניקה שהוא גורם כאשר משתמשים בו נגד אזרחים. דרכי ההתגוננות מפני נשק כימי ידועות וקלות לביצוע וכוללות מסכת גז ושהייה בחדר אטום.