Razlitje kemikalije je situacija, v kateri se kemikalija nenamerno sprosti. V primeru nestrupenih kemikalij je obravnavanje razlitja običajno zelo preprosto, saj je treba razlitje preprosto očistiti. Vendar pa predstavljajo resnejšo težavo razlitja strupenih kemikalij, zlasti v primeru razlitja več kemikalij, ki bi lahko reagirale med seboj. Številne države imajo posebne zakone v zvezi z obsežnimi razlitji kemikalij, kot je izpust kemikalij iz poškodovanega tankerja za kemikalije.
Obstaja več stvari, ki lahko povzročijo razlitje kemikalij. V laboratoriju lahko izpadla čaša, kos opreme, ki ne deluje, ali paket kemikalij, s katerim se slabo ravna, povzroči razlitje. V večjem obsegu se kemikalije lahko razlijejo pri vlakih in avtomobilskih nesrečah, v katerih so vključeni tankerji s kemikalijami, ali pa jih izpustijo morske ladje ali letala. Kemične tovarne lahko povzročijo tudi razlitja zaradi nepopolnih varnostnih postopkov, nesreč ali namernega odlaganja kemikalij. Večina vlad obravnava obsežna razlitja kot odgovornost osebe, ki jih je povzročila, in ne proizvajalca kemikalije.
Ko pride do razlitja kemikalije, je prvi korak pri odzivu določitev, katera kemikalija je bila vpletena, tako da bodo odzivni vedo, kako nevarna je kemikalija in kakšne previdnostne ukrepe je treba uporabiti v zvezi z njo. Naslednji korak je poskus nevtralizacije razlitja, da bo z njim varno delati, in izolacija ljudi, ki so bili izpostavljeni razlitju, da jih je mogoče dekontaminirati in oceniti glede zdravstvenih težav. Ko so takojšnje težave obravnavane, se lahko odzivajoči razpravljajo o dolgoročnih posledicah razlitja in o načinih njihovega reševanja. Na primer, razlitje lahko kontaminira vodno pot, kar zahteva zagotavljanje zalog vode, dokler vodna pot ni očiščena. Ko je razlitje nadzorovano, se lahko skliče sestanek, na katerem se razpravlja, kaj je povzročilo razlitje in kako ga je mogoče preprečiti v prihodnosti.
V znanstvenih laboratorijih običajno obstaja strog protokol za obravnavo razlitja kemikalije, ki vključuje zaklepanje območja, tako da se kemikalija ne more širiti. Številni laboratoriji imajo postaje za tuširanje in izpiranje oči, tako da jih lahko ljudje, ki so izpostavljeni kemikalijam, hitro odstranijo iz telesa, nevtralizatorji pa imajo lahko pri roki, da nadzorujejo širjenje razlitja kemikalij. V velikem laboratoriju se lahko pokliče posebna ekipa, ki obravnava razlitja kemikalij, medtem ko v manjših laboratorijih čiščenje vodi nadzornik ali varnostni uradnik.
Obsežna razlitja kemikalij zahtevajo veliko večji odziv zaradi pomislekov glede možnosti, da se kemikalije sprostijo v okolje na splošno. Kemična nesreča ali razlitje lahko potencialno ubije ali resno poškoduje na stotine ali tisoče ljudi in živali, hkrati pa poškoduje kmetijska zemljišča, zgradbe in druge prostore. Odzivi na velika razlitja vključujejo načrte evakuacije in uporabo specializiranih čistilnih ekip, ki jih pogosto sestavljajo državni uslužbenci, ki so usposobljeni za ravnanje z razlitji. Prizadevanja za čiščenje lahko postanejo tudi izjemno draga, ko postane preiskava vzroka razlitja kemikalije kritična, saj vlade ne želijo ostati pri zakonu.