Kliininen kemia (engl.chemical pathology, clinical chemistry tai clinical biochemistry) on lääketieteen osa-alue, jonka piiriin kuuluu erilaisten elimistön nesteiden (esimerkiksi veri, virtsa, selkäydinneste) analysointi käyttäen hyödyksi kemiallisia tekniikoita. Valtaosa tutkimuksista tehdään joko veren seerumista tai veriplasmasta. Analyyseillä selvitetään yhdisteen tai alkuaineen pitoisuutta tai aktiivisuutta näytteessä. Tällä voi olla merkitystä diagnosoitaessa erilaisia elimistön tautitiloja tai pyrittäessä ehkäisemään syntymässä olevia sairauksia.
Kliinisen kemian laboratorioissa, joita on sekä terveyskeskuksissa että sairaaloissa, käytetään yleisesti automaattisia analysaattoreita, joiden teho voi parhaimmillaan olla jopa tuhansia analyysejä tunnissa. Laitteiden toimintaan ja laadunarviointiin kiinnitetään erityistä huomiota hyödyntämällä uusinta tietotekniikkaa.
Kliinisissä laboratorioissa tutkitaan myös veren soluja ja hyytymisjärjestelmää. Nämä tutkimukset kuuluvat kuitenkin lääketieteen osa-alueeseen, jota kutsutaan hematologiaksi. Alalta on v. 2010 ilmestynyt uudistettu suomalainen oppikirja "Ilmari Palvan VERITAUDIT 2010" ([1][vanhentunut linkki]).
Suurimpien kliinisten laboratorioiden tutkimusvalikoimaan kuuluu jopa 700 erilaista testiä, mutta esimerkiksi terveyskeskuslaboratorioiden valikoima rajoittuu noin 100—200 testiin. Näytteiden lähettäminen eteenpäin toiseen laboratorioon analysoitavaksi on hyvin yleistä suomalaisessa terveydenhuollossa.