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天然物化学（てんねんぶつかがく、英語：natural products chemistry）とは、生物が産生する物質（天然物と呼ばれる）を扱う有機化学の一分野である。主に天然物の単離、構造決定、合成を扱う。通常は直接生物が産生する物質のみを扱い、石炭や石油のような鉱物的な要素を持つ有機物については天然物化学ではあまり扱わない。