中草药化学是指运用现代化学的理论和方法研究中草药化学成分的科学，中草药化学研究的对象是中草药中的化学成分，中草药所含化学成分很复杂，通常有糖类、氨基酸、蛋白质、油脂、蜡、酶、色素、维生素、有机酸、鞣质、无机盐、挥发油、生物碱、甙类等。每一种中草药都可能含有多种成分。在这些成分中，有一部分具有明显生物活性并起医疗作用的，常称为有效成分，如生物碱、甙类、挥发油、氨基酸等。中草药之所以有医疗作用，主要因所含有效成分所致。除过去早有研究并已广泛应用的许多中草药有效成分，如黄连中抗菌消炎的小檗碱（黄连素）、麻黄中平喘的麻黄碱、萝芙木中的降压成分利血平等外，近年来，国内外均陆续发现了更多的中草药有效成分，特别是在抗肿瘤、治疗心血管疾病和慢住气管炎等疾病的生物活往成分方面研究得更多。另一些成分则在中草药里普遍存在，但通常没有什么生物活性，不起医疗作用，称为"无效成分"，如糖类、蛋白质、色素、树脂、无机盐等。但是，有效与无效不是绝对的，一些原来认为是无效的成分因发现了它们具有生物活性而成为有效成分。例如蘑菇、茯芩所含的多糖有一定的抑制肿瘤作用；海藻中的多糖有降血脂作用，天花粉蛋白质具有引产作用；鞣质在中草药里普遍存在，一般对治疗疾病不起主导作用，常视为无效成分，但在五倍子、虎杖、地榆中却因鞣质含量较高并有一定生物活性而是有效成分；又如粘液通常为无效成分，而在白及中却为有效成分等。 近代科学的发展，各种精密的分离方法趋向于快速定量，使中草药的化学成分进一步深入研究成为可能。特别是气相层析和质谱法联用，把分离、纯化和鉴定几个步骤连为一起，提高了结构测定的速度和准确性，给中草药化学成分的研究展现了广阔前景， 20世纪50年代，由于从民间药萝芙木中发现降低血压成分利血平生物硷，以及从长春花中发现抗癌有效成分长春硷以来，国际科学界重新重视对民间植物药植物成分的研究。尤其值得提出的是，世界各国竞相从植物药中筛选抗癌有效成分。在国内，近年来从中草药青蒿中发现青蒿素为一速效抗疟药; 从仙鹤草根芽中分得的鹤草酚，具有良好的驱绦虫作用; 从杜鹃属植物分得杜鹃素，以及其它对人参和刺五加成分的研究，都说明中草药化学有了长足的进步。可以预计，在一些重大疾病治疗药物方面，不久将会从植物成分中获得一些新的突破。在中草药和植物有效成分研究获得重大成就的基础上，发展出植物组织培养这一新的学科，这是一个研究植物组织经人工培养产生次生代谢产物的新的研究领域，其目的是定向产生多量有利于工业生产的有效成分。如人参的组织培养粗皂 含量高达21%。同时组织培养很有希望发展成为研究植物成分生物合成途径的有效方法。近二三十年来提出的化学植物分类学，就是植物化学成分研究的一个发展，即希望从植物的代谢产物 (化学成分) 的分布规律中研究出一个真正的自然分类系统，它将有利于从化学成分的角度研究植物的亲缘关系。