Ква́нтавая хі́мія — раздзел тэарэтычнай хіміі, у якім вывучаюцца будова і ўласцівасці хімічных злучэнняў, іх рэакцыйная здольнасць, кінетыка і механізм хімічных рэакцый на аснове ўяўленняў і з дапамогай метадаў квантавай механікі.
Развіццё квантавай хіміі пачалося ў 1920—30-я г., калі былі прапанаваны метады апісання будовы электронных абалонак малекул: метад валентных сувязей (В. Хайтлер і Ф. Лондан далі квантава-хімічнае тлумачэнне кавалентнай сувязі ў малекуле вадароду, Дж. Слейтэр і Л. Полінг развілі іх падыход) і метад малекулярных арбіталей (асновы метаду распрацавалі Ф. Хунд, Р. Малікен, Д. Хартры і іншыя), які стаў асноўным для апісання будовы электронных абалонак любых малекул, колькаснага разліку малекулярных структур, а таксама вызначэння сувязі паміж будовай малекул і іх рэакцыйнай здольнасцю.
Квантава-хімічныя ўяўленні і метады выкарыстоўваюць пры вывучэнні высокамалекулярных злучэнняў і ў малекулярнай біялогіі.