التماثل الكيميائي (أو التماثل الجزيئي) يُشير إلى تماثل العناصر الكيميائية أو الجزيئات أو المركبات الكيميائية فيما يتعلق إما بالبنية أو الخصائص الوظيفية، أي تأثير المركب الكيميائي على عناصر التفاعل في المحيطات غير العضوية أو البيولوجية. وعادة ما تُحَدَّد كمية التأثيرات البيولوجية ومن ثم تماثل التأثيرات باستخدام النشاط الحيوي لمركب. وبشكل عام، يمكننا الربط بين الوظيفة وبين النشاط الكيميائي لمركبات (من بين مركبات أخرى).
وتعد نظرية التماثل الكيميائي (أو التماثل الجزيئي) واحدة من أهم المفاهيم في المعلوماتية الكيميائية. وهي تلعب دورًا مهمًا في المناهج الحديثة للتنبؤ بخصائص المركبات الكيميائية وتصنيف المواد الكيميائية ذات الخصائص المحددة مسبقًا وأيضًا في إجراء الدراسات المعنية بتصنيف دواء معين من خلال فحص قواعد البيانات الضخمة التي تتضمن تركيبات المواد الكيميائية المتاحة (أو التي من المحتمل أن تكون متاحة). وتعتمد هذه الدراسات على مبدأ خاصية التماثل لجونسون (Johnson) وماجيورا (Maggiora) الذي ينص على أن: المركبات المتماثلة تتميز بخصائص متماثلة.