高温气体化学反应（chemical reaction of high temperature gas），理学-力学-交叉力学-物理力学-高温气体物理力学，高温气体中存在的广义化学反应。除了通常意义上的分子分解成原子、原子重新排列组合生成新物质的化学反应外，还包括气体分子/原子的电离、气体分子/原子内态（电子态、振动态和转动态）的激发等过程。主要研究内容包括：有化学反应情况下高温气体的平衡性质，气体平衡组分（气体粒子浓度、电子浓度、离子浓度以及气体分子/原子激发态浓度）的计算，以及化学弛豫（包括离解和电离）性质，化学反应平衡常数和反应速率常数等化学动力学问题，以及化学反应产物的能量分布等。对于有化学反应的高温气体，除了通常的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程之外，还需要考虑由于化学反应引起气体组分变化的组分扩散方程，电子和离子也看作是单独的气体组分。高温气体中化学反应引起的组分浓度分布不平衡，会以一定速率趋向于一个平衡值，过程的快慢可以用弛豫时间表示。