Chemiczne wietrzenie może rozpuścić skałę lub zmienić jej skład. W niektórych przypadkach chemiczne wietrzenie atakuje i przekształca minerały w skale podstawowej z minerałów pierwotnych w minerały powierzchniowe. Dwoma głównymi procesami chemicznego wietrzenia skał magmowych są hydroliza (z której powstają gliny i rozpuszczone jony plagioklaza i skaleń alkaliczny) i utlenianie (które wytwarza hematyt tlenków żelaza i getyt z innych pierwotnych minerały).
Na tym zdjęciu widać wietrzenie chemiczne w procesie przekształcania bruku lawowego w minerały powierzchniowe. Z czasem woda gruntowa działa na skałę, jak ta bazaltowa lawa z Sierra Nevada. Skórka wietrząca (odbarwiony pasek wokół zewnętrznej części skały) wyświetla wewnętrzną białą warstwę, w której minerały bazaltu zaczynają się rozpadać i zewnętrzna czerwona warstwa, na której znajdują się nowe minerały ilaste i żelazne powstały.
Tworzą się stawy i złamania Bloki z odsłoniętymi narożnikami. Narożniki te są zaokrąglone, ponieważ są zwietrzałe przez wodę i inne chemikalia. Z czasem skały stają się gładkimi owalami, jak kwadratowy pasek mydła po wielokrotnym użyciu.
Na tym zdjęciu zwietrzałego kawałka bazaltu widać kryształy, które ujawniają się, gdy mniej stabilne skały zostają zniszczone.
Oliwina jest najmniej stabilnym minerałem na pokazanym tutaj bazalcie. W rezultacie zużył się szybciej niż inne elementy. Po Olivine następuje pirokseny plus kamień plagioklaz, następnie amfibole plus sodowa plagioklaza biotyt plus więc albit skalenie alkaliczne, następnie muskowit i w końcu kwarc. Chemiczne wietrzenie zmienia je w minerały powierzchniowe.
Wapień, podobnie jak skalny pokazany tutaj w Zachodniej Wirginii, ma tendencję do rozpuszczania się w wodzie gruntowej, tworząc dziury z jaskiniami pod nimi.
Zarówno woda deszczowa, jak i gleba zawierają rozpuszczony dwutlenek węgla, który tworzy bardzo rozcieńczony roztwór kwasu węglowego. Kwas atakuje kalcyt który tworzy wapień i przekształca go w jony wapnia i jony wodorowęglanowe, które oba dostają się do wody i odpływają. Ta reakcja rozpuszczania jest również czasami nazywana karbonatyzacją.
Niektóre skały wietrzą się w sferycznych warstwach. Proces ten, zwany wietrzeniem sferoidalnym, wpływa na wiele ciał litej skały lub dużych bloków. Nazywa się to również skórką cebulową lub koncentrycznym wietrzeniem.
W tym bazalcie wychodzą wody gruntowe wzdłuż stawów i szczelin, rozluźniając i rozkładając skałę warstwa po warstwie. W miarę postępu procesu powierzchnia wietrzenia staje się coraz bardziej zaokrąglona. Sferoidalne wietrzenie przypomina łuszczenie się który występuje na większą skalę w skałach plutonowych. Ten proces jest jednak bardziej mechaniczny niż chemiczny.