Химиза́ция се́льского хозя́йства, комплексная система применения химических средств в сельском хозяйстве для интенсификации отрасли. Включает: химическую мелиорацию, применение минеральных удобрений и пестицидов; использование специальных кормовых добавок, ветеринарных препаратов для сельскохозяйственных животных и консервантов для сохранения кормов; применение синтетических материалов (в качестве средств укрытия растений, выращиваемых в открытом грунте, от неблагоприятных погодных условий; при строительстве сооружений защищённого грунта, для гидроизоляции в мелиорации); использование регуляторов роста растений, десикантов, химических средств защиты растений от заморозков и града для создания дымовых завес и противоградовых снарядов, для опреснения воды, пред- и послеуборочной подготовки почвы, а также использование средств механизации для внесения жидких и твёрдых удобрений (погрузчики, туковые сеялки, опрыскиватели, опыливатели и др.).

Теоретическая основа химизации сельского хозяйства – агрохимия. Выработкой рекомендаций по эффективному использованию и определению потребностей хозяйств в различных удобрениях и химических средствах, а также контролем за их применением занимается агрохимическая служба, основной целью деятельности которой является мониторинг плодородия почв сельскохозяйственных земель на основе агрохимического и эколого-токсикологического обследований. Результаты этих обследований позволяют планировать производство продукции растениеводства, осуществлять контроль за загрязнением почв тяжёлыми металлами, радионуклидами, остатками пестицидов и др.; осуществлять мероприятия по восстановлению заброшенной пашни и вводу её в сельскохозяйственный оборот; разрабатывать рекомендации по рациональному и экологически безопасному применению агрохимикатов и внедрять в производство новые формы удобрений; оценивать качество кормов в животноводстве. На местах этими задачами занимаются агрохимические лаборатории. В рамках «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013–2020 гг.» при участии агрохимической службы разрабатываются региональные программы. Самые высокие темпы химизации сельского хозяйства в СССР отмечались в 1980-е гг.; необходимость применения удобрений в стране в начале 21 в. обусловлена истощением почв сельскохозяйственных угодий.