Chemische Abfälle umfassen sowohl die chemischen Nebenprodukte großer Produktionsanlagen und Laboratorien als auch die kleineren Lösungsmittel und andere Chemikalien, die von Haushalten entsorgt werden. Es kann je nach Art der Chemikalien unter die Einstufung als gefährlicher Abfall fallen – zum Beispiel erfordern Chemikalien wie Ethanol und Glycerin keine speziellen Entsorgungsverfahren. Die Gesundheits- und Sicherheitsgesetze variieren international und bestimmen die Art und Weise, wie dieser Abfall gehandhabt und entsorgt werden muss. In den Vereinigten Staaten wird es durch den Resource Conservation and Recovery Act sowie den Clean Water Act reguliert; während die Control of Substances Hazardous to Health Regulations (COSHH) chemische Abfälle im Vereinigten Königreich regelt.
Wenn chemischer Abfall nicht ordnungsgemäß gehandhabt oder entsorgt wird, werden sowohl die Umwelt als auch in der Nähe befindliche Personen aufgrund seiner potenziell korrosiven, giftigen, entzündlichen oder explosiven Natur gefährdet. Der richtige Umgang mit diesen Abfällen erfordert zunächst die Trennung von Chemikalien, die miteinander reagieren können, wie Salze aus Säuren, Hypochlorite und Hydroxide aus Ammoniak und oxidierende Stoffe aus brennbaren Stoffen. Nachdem es ordnungsgemäß getrennt wurde, sollte es sicher in fest verschlossenen Fässern, Flaschen, Dosen oder Gläsern aufbewahrt werden, die nicht korrodiert oder anderweitig durch den Inhalt beeinträchtigt werden.
Spezielle Entsorgungsdienstleistungen werden in der Regel von den Produktionsstätten, die chemische Abfälle produzieren, beauftragt, diese in einer den Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften entsprechenden Weise zu entfernen. Anschließend wird es zu einer speziellen Entsorgungsanlage transportiert, wo es nach seiner Zusammensetzung oder seinen Stoffen beseitigt wird. Die meisten chemischen Abfälle, einschließlich chlorierter Lösungsmittel, werden bei hohen Temperaturen verbrannt, während andere nasschemisch behandelt werden. Nach der Verbrennung oder nasschemischen Behandlung können die Reststoffe sicher auf einer Deponie entsorgt werden.
Die Folgen einer unsachgemäßen Entsorgung von Chemieabfällen finden oft ein hohes Medienecho, insbesondere wenn die Produktionsanlage oder -einrichtung vorsätzliche Fahrlässigkeit zeigt. So entsorgte beispielsweise die Hooker Chemical Company aus New York ihre Abfälle in einem unvollständigen Kanal und bedeckte das Land, bevor sie sie für 1 US-Dollar (USD) an die Schulbehörde der Stadt Niagara Falls verkaufte. Im Jahr 1977 wurden die Bewohner evakuiert, nachdem auf dem Gelände, das zu dieser Zeit eine Schule und ein Wohngebiet aufwies, ausgetretene Chemikalien entdeckt worden waren.