利用农药有效成分中某元素或原子团与特定试剂的化学反应进行成分分析的方法。在50年代色谱法和光谱法普遍应用之前，化学分析法是农药分析的主要方法。

化学分析法适用于测定纯度较高的农药。对于纯度不高的农药，由于杂质中含有与农药有效成分相似的元素或原子团，会使测定结果偏高而不适用，如用重氮化法测定杀螟硫磷乳油含量，平均比气谱法高6～8%。因此，应利用薄层色谱法将农药和杂质分离后再进行化学测定。目前对于在气相色谱高温条件下分解或不能气化的农药，常使用薄层—化学分析法。此法不需要农药标准品作对照，根据化学反应消耗的试剂量可以直接算出农药含量。中国的农药国家标准中，使用化学分析法的有甲胺磷原油[GB3726-83（88）]的薄层碘量法，乐果原油的薄层溴化法（HG2-1417-81）。矮壮素水剂的沉淀滴定法[HG2-818-75（83）]，多菌灵原药含量的非水滴定法（GB6697-86）。

化学分析法有滴定法和重量法，重量法在农药分析中极少使用。常用的滴定法有以下五类。

中和滴定法

以酸碱反应为基础的滴定法。可测定农药的酸碱度和有效成分含量，敌敌畏、苯氧乙酸类、氨基甲酸酯类农药可用此法。

氧化还原法

以氧化还原反应为基础的滴定法。用于农药分析的有：①碘量法。是利用I₂的氧化性和I^-的还原性进行滴定的方法。含有不饱和烃和水解后生成-SH键的组分都可用碘量法，如甲胺磷、久效磷、杀螟丹、代森类农药等；②溴酸钾法。以过量的溴酸钾和溴化钾作标准溶液，在酸性条件下生成的溴与待测农药进行反应，过量的溴则与碘化钾反应析出碘，用硫代硫酸钠滴定。此法也称间接碘量法。多数硫代磷酸酯类、取代硫脲、沙蚕毒素类农药在一定条件下，可定量地被溴化；③高锰酸钾法。利用高锰酸钾的强氧化性进行滴定的方法。高锰酸钾自身可作指示剂，亦可与碘量法结合使用。用于测定磷化锌、磷化铝、稻瘟净、杀虫双等农药。使用氧化还原法时，以其摩尔质量作为氧化还原的基本单元。

沉淀滴定法

利用沉淀反应生成难溶物为基础的滴定法。敌百虫、敌敌畏、矮壮素、三氯杀螨醇、甲草胺、氰戊菊酯、溴氰菊酯、杀虫脒、百菌清、敌草隆等含有氯、溴和氰基的农药通常使用沉淀滴定法中的银量法。农药经薄层展开除去杂质后，水解脱卤。根据农药的性质选用氢氧化钠、氢氧化钾或金属钠进行脱卤，脱下的卤素用标准硝酸银溶液滴定。

亚硝酸钠滴定法

利用芳香伯胺类农药在酸性条件下与亚硝酸作用，生成芳香伯胺的重氮盐，用以测定含氨基或硝基农药的滴定法。如测定对硫磷时，将其硝基先还原成氨基，用亚硝酸钠滴定；杀菌剂对氨基苯磺酸钠亦可用亚硝酸钠直接滴定测定其含量。应用此法时酸度、温度、滴定速度等对结果均有影响，需严格控制。常用外指示剂法确定终点，即以淀粉碘化钾作指示剂，滴定至终点时，由过量亚硝酸钠产生的亚硝酸将碘化钾氧化成碘，遇淀粉变色。

非水滴定法

以有机溶剂或不含水的无机溶剂为介质的滴定分析方法。弱酸性、弱碱性和在水中溶解度很小的农药难以在水溶液中进行酸碱滴定，采用各种非水溶剂作为滴定介质，从而扩大酸碱滴定范围。具有含氮杂环的农药大都可以用此法测定。如多菌灵在乙酸溶液中能增强碱性，可用高氯酸标准溶液进行电位滴定测定其含量，其它如二嗪磷、抗蚜威、三唑酮等都可采用此法。