Taşların suda eriyerek başka alanlara taşınıp tortulanması (çökelmesi) ile oluşur. Bazı maddeler suda kolayca eriyerek çözünebilirler. Suda çözünen maddeler, su buharlaşınca (suların durgunlaştığı yerlerde) veya sıcaklığın değişmesi ile çökelerek kimyasal tortul kayaçları oluştururlar. Kimyasal tortul kayaçların en çok bilinen örnekleri kireç taşı (kalker), jips, (alçı taşı) kayatuzudur.
a. Kalker (Kireç taşı): Deniz ve okyanus sularında, erimiş hâlde bulunan kirecin zaman içerisinde çökmesi ve birikmesi ile oluşan kayaçtır. Ülkemizde en fazla Akdeniz, Konya çevresi, Kıyı Ege ve Güneydoğu Anadolu’da bulunurlar. Dünyada ise Akdeniz’in kuzeyindeki ülkelerde görülür. Eridikleri zaman karstik aşınım şekillerini oluştururlar.
b. Jips (Alçı taşı): Beyaz, açık sarı renkli, tırnakla çizilebilen yumuşak kimyasal tortul bir taştır. Alçı taşı olarak da isimlendirilir. Su ile temas ettiğinde çok hızlı bir şekilde erir. Alçı yapımında kullanılır. Bu kayacın yoğun olduğu yerlerde su acımsı bir tat alır.
c. Dolomit: Magnezyum karbonat ve kalsiyum kar bonatın birleşmesi ile oluşan kalkere göre daha ağır ve suya daha dayanıklı olan kimyasal tortul kayaçtır. Ayrıca dolomitlerin içerisinde bitki ve hayvan fosillerine rastlanılmaz. Farklı renkte dolomit örnekleri de vardır.
ç. Traverten: Yeryüzüne çıkan suların içerisinde bulunan erimiş hâldeki kalsiyum karbonatın tüm yüzeyi kaplayacak şekilde çökmesi ile oluşan beyaz renkli yüzey kayacıdır. Temel maddesi suda erimiş olan kireçtir. Dünyadaki travertenlerin en gelişmişleri Denizli Pamukkale’de ve Amerika’daki Yellowstone (Yellov sıton) parkında bulunmaktadır.
d. Sarkıt, Dikit ve Sütunlar: Yer altına doğru sızan ve içerisinde erimiş hâlde kalsiyum karbonat taşıyan sular yer altında bir mağara boşluğuna ulaştığında buharlaşma nedeni ile suyun içerisindeki kireç çökelmeye başlar. Mağara tavanlarından aşağı doğru birikim ile oluşan sivri kayaçlara sarkıt, mağaranın tabanından yukarı doğru büyüyen kayaca dikit adı verilir.
f. Kaya Tuzu: Suyun içerisinde erimiş hâlde bulunan tuzun göllerin veya lagünlerin buharlaşma sonucunda ortadan kalması ile geride kalan tuz kalıntılarının çökelmesi ile oluşan kayaçlardır. Kaya tuzları tekrar su ile temas ettikleri zaman çok hızlı bir şekilde de eriyerek suyun birleşimine katılır.