عنصر شیمیایی به کوچک‌ترین واحد ماده گفته می‌شود که از اتم‌های هم‌جنس تشکیل شده و با ویژگی‌های خاص خود قابل شناسایی است. هر عنصر در جدول تناوبی جایگاه مشخصی دارد و بر اساس عدد اتمی، یعنی تعداد پروتون‌های موجود در هسته، از دیگر عناصر متمایز می‌شود. برای نمونه، هیدروژن با عدد اتمی ۱ ساده‌ترین عنصر و اورانیوم با عدد اتمی ۹۲ یکی از سنگین‌ترین عناصر پایدار شناخته شده است.
عناصر شیمیایی به صورت فلز، نافلز یا شبه‌فلز دسته‌بندی می‌شوند و هر کدام خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی دارند. برای مثال، فلزات رسانای خوب برق و حرارت‌اند، در حالی‌که نافلزها معمولاً نارسانا و شکننده هستند. این تفاوت‌ها سبب شده عناصر نقش‌های متنوعی در طبیعت و صنعت ایفا کنند.
کاربرد عنصرهای شیمیایی در زندگی روزمره و فناوری بسیار گسترده است. اکسیژن برای تنفس و احتراق ضروری است، کربن پایه اصلی ترکیب‌های آلی و موجودات زنده به شمار می‌آید، و سیلیکون در ساخت تراشه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. به همین دلیل، شناخت عناصر و خواص آنها پایه و اساس علم شیمی و بسیاری از علوم دیگر محسوب می‌شود.