Análisis químico cualitativo, rama de la química que se ocupa de la identificación de elementos o agrupación de elementos presentes en una muestra. Las técnicas empleadas en el análisis cualitativo varían en complejidad, dependiendo de la naturaleza de la muestra. En algunos casos sólo es necesario verificar la presencia de determinados elementos o grupos para los que se puede disponer de pruebas específicas aplicables directamente a la muestra (por ejemplo, pruebas de llama, pruebas puntuales). Más a menudo, la muestra es una mezcla compleja y debe realizarse un análisis sistemático para poder identificar todos los componentes. Es habitual clasificar los métodos en dos clases: análisis cualitativo inorgánico y análisis cualitativo orgánico.
El procedimiento clásico para el análisis sistemático completo de una muestra inorgánica consta de varias partes. En primer lugar, puede realizarse un ensayo preliminar en seco, que puede consistir en calentar la muestra para detectar la presencia de componentes como el carbono (marcado por la aparición de humo o carbón) o el agua (marcado por la aparición de humedad) o introducir la muestra en una llama y observar el color producido. Algunos elementos pueden ser identificados por medio de sus colores característicos en la llama. Una vez realizadas las pruebas preliminares, la muestra suele disolverse en agua para la posterior determinación de los constituyentes aniónicos (es decir, elementos o agrupaciones de elementos con carga negativa) y catiónicos (es decir, elementos o agrupaciones de elementos con carga positiva). El procedimiento seguido se basa en el principio de tratar la solución con una sucesión de reactivos de manera que cada reactivo separe un grupo de constituyentes. A continuación, los grupos se tratan sucesivamente con reactivos que dividen un grupo grande en subgrupos o separan los constituyentes individualmente. Cuando se ha separado un constituyente, se examina de nuevo para confirmar su presencia y establecer la cantidad presente (análisis cuantitativo). Se disuelven porciones del material por separado y se utilizan procedimientos diferentes para cada una de ellas con el fin de detectar los constituyentes catiónicos y aniónicos. Un esquema analítico típico para la separación de los cationes en grupos se resume en la tabla 
. El análisis para los aniones es más difícil y menos sistemático que el de los cationes.
La naturaleza orgánica de un compuesto se indica generalmente por su comportamiento al ser calentado en el aire; los sólidos suelen fundirse y luego arden con una llama humeante o no, dejando en algunos casos un residuo negro de carbono. Los elementos que suelen estar presentes en estos compuestos son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el azufre y, ocasionalmente, el fósforo, los halógenos y algunos metales. Existen pruebas específicas para cada uno de los elementos individuales.