Hemijska teorija grafova je topološka grana matematičke hemije koja primenjuje teoriju grafova na matematičko modelovanje hemijskih fenomena.[1]
Pioniri hemijske teorije grafova su Aleksandru Balaban, Ivan Gutman, Haruo Hosoja, Milan Randić i Nenad Trinajstić.[2] Po jednom izveštaju is 1988. nekoliko stotina istraživača je u to vreme radilo u ovoj oblasti proizvodeći oko 500 članaka godišnje. Brojni monografije su napisana, uključujući Trinajšićevu dvotomnu Hemijsku teoriju grafova, koja sumira stanje ovog polja do sredine 1980-tih.[3]
Osobine hemijskih grafova, i.e., teoretske reprezentacije molekula grafovima, proizvode važan uvid u hemijske fenomene.[4] Jedna varijanta teorije je reprezentacija materijala u obliku beskonačnih Euklidovih grafova, posebno kristala putem periodičnih grafova.