采用硅酸钠（水玻璃）或其它高分子化合物溶液作为浆液的灌浆。化学灌浆可以解决水泥灌浆难以解决的问题。如对断层破碎带，小于0.2毫米细微裂隙的防渗处理，对有细微裂缝的混凝土或砖石建筑物的补强加固，效果都很好。化学溶液从流体变成为固体或胶凝体的时间，可以人为地、较准确地进行控制，短的仅几秒钟，长的达数小时，可有效地封堵有压集中渗流，可控制浆液扩散范围，其聚合体几乎是不透水的，渗透系数一般为10-⁸厘米/秒左右，且在高水头下不易被挤出。20世纪初，荷兰首先发明硅酸钠（水玻璃）化学灌浆材料。半个世纪中，被世界上广泛用于大坝、隧道、桥墩、矿井的灌浆施工中。1959年美国发明的AM-9（丙凝），又被广泛应用于堵漏和防渗帷幕。其后，几乎所有化学工业发达的国家，都对有机高分子化学浆材进行广泛研究，使许多新型化学灌浆材料相继出现。

化学浆液大都由主剂和起交联、促进、引发、稀释、增韧、增塑、抑制等不同作用的辅剂共同组成。常用于防渗处理的化学浆液主要有：硅酸钠（Na₂SiO₃）系、丙凝（AM-9，日东-SS）、聚氨酯（TACSS）又称氰凝、尿醛树脂。常用于建筑物补强加固用的化学浆液主要有：甲凝、环氧树脂、聚氨酯。

化学灌浆正式开工前，都需要进行灌浆试验。化学灌浆的施工程序和水泥灌浆基本相同，分为钻孔、冲洗、压水试验、配浆、灌浆。灌浆方法有两种：①单液法灌浆，将组成浆液的各成分，在灌浆前混合均匀一次配成，而后经过灌浆泵压送到孔内。②双液法灌浆，将预先已制成的两种浆液成分分别盛于各自的容器内，各不相混，使用比例泵或两台灌浆泵按规定比例送浆，使两液在孔口附近，开始混合并压送到孔内，使其在孔内完全混合。常用的化学灌浆泵有：手摇压浆泵、化灌计量泵（比例泵）、可控硅调速齿轮泵、隔膜计量泵等，压力一般为15～40千克/厘米²，流量一般为20～50升/分。

化学浆液除水玻璃以外，都有一定毒性，对环境有一定影响，对人体有一定危害；对环境的污染机理，世界各国都正在进行研究。有的国家已禁止使用除水玻璃以外的化学灌浆。需要使用化学灌浆材料时，应对其可行性进行充分地论证，还应采取切实有效的措施，保护操作人员的健康并防止污染环境。应当加强对无毒化学灌浆材料的研究。