שיווי משקל כימי או שיווי משקל תרמודינמי הוא שלב בתגובה כימית שבו אין העדפה אנרגטית להתקדמות התגובה לכל כיוון ועל כן אין שינוי במצב המגיבים לאורך זמן. שיווי משקל כימי עשוי להתקבל כאשר קצב התגובה לכיוון אחד של התגובה שווה לקצב התגובה לכיוון ההפוך, כך שאין שינוי נטו בריכוזי המגיבים. שיווי משקל מסוג זה נקרא שיווי משקל דינמי שכן התגובות הכימיות ממשיכות להתרחש. לחלופין תגובה עשויה להגיע לשיווי משקל כאשר היא נעצרת כליל.