Astrochémia je štúdium chemických látok nájdených vo vzdialenom vesmíre, obyčajne v mrakoch molekulárneho plynu, ich vznik, interakcie a zánik. V astrochémii sa prekrývajú disciplíny astronómie a chémie. Používajú sa tu ďalekohľady na meranie rôznych aspektov vesmírnych telies, ako napríklad teplota a zloženie. Zistenia pomocou spektroskopie v chemických laboratóriách môžu byť použité na určenie typu molekúl v astronomických objektoch, napríklad hviezdach alebo medzihviezdnych mrakoch.