Chemische verwering kan gesteente oplossen of de samenstelling ervan veranderen. In sommige gevallen tast chemische verwering de mineralen in gesteente aan en zet deze om van primaire mineralen naar oppervlakte mineralen. De twee belangrijkste processen bij chemische verwering van stollingsgesteenten zijn hydrolyse (die kleien plus opgeloste ionen oplevert uit plagioklaas en alkaliveldspaat) en oxidatie (die de ijzeroxiden hematiet en goethiet produceert uit de andere primaire mineralen).
Op deze foto kun je chemische verwering zien tijdens het veranderen van deze lava kasseien in oppervlakte mineralen. Na verloop van tijd werkt grondwater op rotsen zoals deze basaltachtige lava uit de Sierra Nevada. De verweringsschil (de verkleurde strip rond de buitenkant van de rots) vertoont waar een binnenste witte laag de mineralen van het basalt beginnen af te breken en een rode buitenlaag waar nieuwe klei en ijzermineralen zijn gevormd.
Gewrichten en breuken ontstaan blokken met zichtbare hoeken. Deze hoeken worden afgerond omdat ze worden aangetast door water en andere chemicaliën. Na verloop van tijd worden de rotsen gladde ovalen, zoals een vierkante stuk zeep na herhaald gebruik.
Op deze foto van een verweerd stuk basalt kun je kristallen zien die worden onthuld als minder stabiele rotsen worden verweerd.
Olivijn is het minst stabiele mineraal in het hier afgebeelde basalt. Als gevolg hiervan is het sneller verweerd dan de andere elementen. Olivine wordt gevolgd door pyroxenen plus kalkhoudend plagioklaas, vervolgens amfibolen plus sodische plagioklaas dan biotiet plus albite dan alkali veldspaat, vervolgens Moskoviet en tenslotte kwarts. Chemische verwering verandert deze in oppervlakte mineralen.
Kalksteen, zoals het gesteente dat hier in West Virginia wordt getoond, heeft de neiging op te lossen in het grondwater, waardoor het ontstaat zinkgaten met grotten eronder.
Zowel regenwater als grondwater bevatten opgelost kooldioxide, waardoor een zeer verdunde oplossing van koolzuur ontstaat. Het zuur valt de calciet dat vormt kalksteen en verandert het in calciumionen en bicarbonaationen, die beide het water in gaan en wegvloeien. Deze oplossingsreactie wordt ook wel carbonatatie genoemd.
Sommige rotsen verweren zich in bollagen. Dit proces, genaamd sferoïde verwering, treft veel lichamen van massief gesteente of grote blokken. Het wordt ook wel uienschil of concentrische verwering genoemd.
In deze basalt ontsluiting dringt grondwater langs gewrichten en breuken door, waardoor het gesteente laag voor laag loskomt en vervalt. Naarmate het proces vordert, wordt het oppervlak van verwering steeds ronder. Bolvormige verwering lijkt op de afschilfering dat gebeurt op grotere schaal in plutonische gesteenten. Dat proces is echter eerder mechanisch dan chemisch.