超分子化学(英语:Supramolecular chemistry)是化学的一门分支,专注于分子之间的非共价键结作用。相较于传统化学上所研究的共价键,超分子化学的研究对象是一些较弱且较具可恢复性的分子间作用,例如氢键、金属配位、π-π堆积、厌水性效应、范德华力以及重叠作用等。而超分子化学从这些研究中阐明了一些新概念,例如分子的自组装、折叠、分子识别(molecular recognition)、主-客体化学(host-guest chemistry)等。在生物学领域中,借助了许多超分子化学领域研究方法及成果来了解生物系统的运作。