毒氣戰，又稱化學戰，是指在戰場上使用具有毒性的化學物質作為武器消滅對方。該類武器與核武器、生物武器同屬「大規模殺傷性武器」，根據《日內瓦公約》屬於被禁止使用的武器類別。
據由130多個國家籤訂，於1997年4月29日生效的《禁止化學武器公約》（CWC），將能夠用於化學武器，或可能被用作製造該類化學品的有毒化學製品，根據其用途和目的被分為三類：
一類物質：化學武器以外的用途極少。可以用於研究、醫療、製藥、化學武器防禦測試等目的。每年製造100克以上就必須向禁止化學武器組織登記。一個國家被限於最多擁有1噸這些物質。例如，芥子氣與神經毒劑；
二類物質：有合法的小規模民用。此類物質的製造必須登記，禁止出口給非公約籤署國。例如，硫二甘醇用於製造芥子氣，也用來作為墨水的溶劑；
三類物質：有合法的大規模民用。年產30噸以上的工廠必須登記，允許檢查。限制出口給非公約籤署國。例如，光氣，可以直接作為化學武器，也是許多合法的有機化合物製造的前體；三乙醇胺用於製造芥子氣，也用於製造化妝品及洗滌劑。
人類歷史上第一次大規模使用化學武器是在第一次世界大戰中，1915年春英法聯軍在比利時的伊普爾運河一帶與德軍展開決戰。這裡就是著名的西線戰場，英法聯軍憑藉堅固的工事，與德軍形成對峙局面。1915年4月22日深夜，陰雲密布，突刮東北風，德軍在百餘輛軍車的掩護下，向英法聯軍陣地緩慢推進。隨著凌晨的到來，天蒙蒙亮起，英法聯軍這才發現陣地前黑壓壓的全是德軍，慌忙使用各種炮火猛烈反擊。
德軍看似招架不住，向後倉皇逃跑，數萬名英法聯軍士兵躍出戰壕、傾巢而出，追趕德軍至一空曠地帶。突然，幾十架德軍飛機蜂擁而至，在空曠地帶上空投下無數炸彈，炸彈墜地後，並沒有發出巨大聲響，而是騰起無數黃綠色煙霧向四周瀰漫，英法聯軍士兵吸入煙霧後，很快喉嚨腫痛、呼吸窒息，緊接著口角出血、四肢抽搐倒地而亡。此時，位於西北高地的德軍大炮也不停地向該地帶傾瀉毒氣炮彈，很快英法聯軍一萬餘名士兵陣亡，其餘大部分也喪失戰鬥能力，十公裡長的陣地防線被德軍輕鬆佔領。這些毒氣炸彈就是德軍使用的秘密武器——氯氣彈。
由於德軍率先在戰場上使用毒氣彈，並取得了勝利，隨後英法聯軍也研發使用。引起雙方毒氣彈升級競賽，創造更多新型的毒氣：芥子氣、光氣等用於戰爭。第一次世界大戰共有五萬餘噸有毒化學製品用於戰爭，直接造成85000餘人死亡，非致命性傷亡的約100萬餘人。二戰後，絕大多數國家認識到化學武器的危害性，也在譴責使用化學武器問題上達成共識，並於1993年1月13日籤訂，1997年4月29日生效的《關於禁止發展、生產、儲存和使用化學武器及銷毀此種武器的公約》，是第一個全面禁止，且徹底銷毀一整類大規模殺傷性武器並具有嚴格核查機制的國際軍控條約，對維護世界和平、國際安全具有重要意義。