Chemikalų išsiliejimas yra situacija, kai cheminė medžiaga netyčia išsiskiria. Netoksiškų cheminių medžiagų atveju susidoroti su išsiliejusiomis medžiagomis paprastai yra labai paprasta, nes išsiliejusią vietą tiesiog reikia išvalyti. Tačiau toksiškų cheminių medžiagų išsiliejimas yra rimtesnė problema, ypač kai išsilieja kelios cheminės medžiagos, kurios gali reaguoti viena su kita. Daugelis šalių turi specialius įstatymus, reglamentuojančius didelio masto cheminių medžiagų išsiliejimą, pavyzdžiui, cheminių medžiagų išmetimą iš apgadinto cheminių medžiagų tanklaivio.
Yra keletas dalykų, kurie gali sukelti cheminių medžiagų išsiliejimą. Laboratorijoje nukritusi stiklinė, netinkamai veikianti įranga arba netinkamai tvarkoma cheminių medžiagų pakuotė gali sukelti išsiliejimą. Didesniu mastu cheminės medžiagos gali išsilieti per traukinių ir automobilių avarijas, kuriose dalyvauja cheminių medžiagų tanklaiviai, arba jas gali išleisti jūrų laivai ar orlaiviai. Chemijos gamyklos taip pat gali sukelti išsiliejimą dėl netobulų saugos procedūrų, nelaimingų atsitikimų arba tyčinio cheminių medžiagų išmetimo. Dauguma vyriausybių didelio masto išsiliejimus laiko juos sukėlusio asmens, o ne cheminės medžiagos gamintojo atsakomybe.
Kai išsilieja cheminė medžiaga, pirmasis atsako žingsnis yra nustatyti, kuri cheminė medžiaga buvo naudojama, kad reaguojantieji žinotų, kokia cheminė medžiaga pavojinga ir kokių atsargumo priemonių reikia imtis aplink ją. Kitas žingsnis yra bandymas neutralizuoti išsiliejimą, kad būtų saugu dirbti, ir izoliuoti žmones, kurie buvo paveikti išsiliejimo, kad juos būtų galima nukenksminti ir įvertinti dėl medicininių problemų. Išsprendę neatidėliotinus klausimus, atsakantieji gali aptarti ilgalaikius išsiliejimo padarinius ir būdus, kaip juos spręsti. Pavyzdžiui, išsiliejus gali būti užterštas vandens kelias, todėl reikia tiekti vandens, kol vandens kelias bus išvalytas. Suvaldžius išsiliejimą, gali būti surengtas susitikimas, kuriame aptariama, kas sukėlė išsiliejimą ir kaip būtų galima jo išvengti ateityje.
Mokslinėse laboratorijose paprastai yra taikomas griežtas kovos su cheminių medžiagų išsiliejimo protokolas, kuris apima teritorijos užrakinimą, kad cheminė medžiaga negalėtų išplisti. Daugelyje laboratorijų yra dušo ir akių plovimo stotys, kad žmonės, paveikti cheminių medžiagų, galėtų greitai jas pašalinti iš savo kūno, o neutralizatorius galima laikyti šalia rankų, kad būtų išvengta išsiliejusių cheminių medžiagų. Didelėje laboratorijoje cheminių medžiagų išsiliejimo atveju gali būti iškviesta speciali komanda, o mažesnėse laboratorijose valymui vadovauja vadovas arba saugos pareigūnas.
Didelio masto cheminių medžiagų išsiliejimas reikalauja daug didesnio atsako, nes nerimaujama dėl galimybės, kad cheminės medžiagos gali patekti į aplinką. Cheminė avarija arba išsiliejimas gali nužudyti arba rimtai sužaloti šimtus ar tūkstančius žmonių ir gyvūnų, kartu sugadinti dirbamą žemę, pastatus ir kitas erdves. Reagavimas į didelius išsiliejimus apima evakuacijos planus ir specializuotų valymo komandų, kurias dažnai sudaro vyriausybės darbuotojai, apmokyti elgtis su išsiliejimais, naudojimą. Valymo pastangos taip pat gali kainuoti labai brangiai, todėl cheminių medžiagų išsiliejimo priežasties tyrimas tampa labai svarbus, nes vyriausybės nenori, kad joms būtų palikta sąskaita.