Izlijevanje kemikalije je situacija u kojoj se kemikalija slučajno oslobađa. U slučaju netoksičnih kemikalija, rješavanje izlijevanja obično je vrlo jednostavno, budući da je izlijevanje jednostavno potrebno očistiti. Međutim, izlijevanje otrovnih kemikalija predstavlja ozbiljniji problem, posebno u slučaju izlijevanja više kemikalija koje bi mogle međusobno reagirati. Mnoge nacije imaju posebne zakone u vezi s velikim izlivanjem kemikalija kao što je ispuštanje kemikalija iz oštećenog tankera za kemikalije.
Postoji niz stvari koje mogu uzrokovati izlijevanje kemikalija. U laboratoriju, ispuštena čaša, dio opreme u kvaru ili pakiranje kemikalija s kojim se loše rukuje mogu potencijalno uzrokovati izlijevanje. U većim razmjerima, kemikalije se mogu proliti u vlakovima i automobilskim nesrećama koje uključuju tankere s kemikalijama, ili ih mogu ispustiti morski brodovi ili zrakoplovi. Kemijska postrojenja također mogu uzrokovati izlijevanje uz nesavršene sigurnosne postupke, nesreće ili namjerno bacanje kemikalija. Većina vlada tretira izlijevanje velikih razmjera kao odgovornost osobe koja ih je uzrokovala, a ne proizvođača kemikalije.
Kada dođe do izlijevanja kemikalije, prvi korak u odgovoru je određivanje koja je kemikalija bila uključena, tako da osobe koje reagiraju znaju koliko je kemikalija opasna i koje mjere opreza treba poduzeti oko nje. Sljedeći korak je pokušaj neutraliziranja izlijevanja kako bi bilo sigurno raditi s njim, te izolacija ljudi koji su bili izloženi izlivu kako bi se mogli dekontaminirati i procijeniti na medicinske probleme. Nakon što su riješeni neposredni problemi, osobe koje reagiraju mogu razgovarati o dugoročnim posljedicama izlijevanja i načinima rješavanja. Na primjer, izlijevanje može kontaminirati plovni put, što zahtijeva opskrbu vodom dok se vodni put ne očisti. Nakon što je izlijevanje kontrolirano, može se održati sastanak na kojem će se razgovarati o tome što je uzrokovalo izlijevanje i kako se ono može spriječiti u budućnosti.
U znanstvenim laboratorijima obično postoji strogi protokol za postupanje u slučaju izlijevanja kemikalije, što uključuje zaključavanje područja kako se kemikalija ne bi mogla širiti. Mnogi laboratoriji imaju stanice za tuširanje i ispiranje očiju tako da ih ljudi izloženi kemikalijama mogu brzo ukloniti iz tijela, a neutralizatori se mogu držati pri ruci kako bi se kontroliralo širenje izlijevanja kemikalija. U velikom laboratoriju može se pozvati poseban tim za rješavanje izlijevanja kemikalija, dok u manjim laboratorijima čišćenje vodi nadzornik ili službenik za sigurnost.
Izlijevanje kemikalija velikih razmjera zahtijeva mnogo veći odgovor, zbog zabrinutosti oko mogućnosti ispuštanja kemikalija u okoliš. Kemijska nesreća ili izlijevanje potencijalno može ubiti ili ozbiljno ozlijediti stotine ili tisuće ljudi i životinja, a pritom oštetiti poljoprivredno zemljište, zgrade i druge prostore. Odgovori na velika izlijevanja uključuju planove evakuacije i korištenje specijaliziranih timova za čišćenje, koji se često sastoje od državnih službenika koji su obučeni za rješavanje izlijevanja. Napori čišćenja također mogu biti izuzetno skupi, a tada istraga o uzroku izlijevanja kemikalije postaje kritična, jer vlade ne žele ostati s računom.