Kemiska detektionssystem används vanligtvis för att känna av och identifiera kemiska ämnen i luft, jord eller vatten. Brottsbekämpande tjänstemän, industriarbetsplatser och militären kan använda olika typer av upptäcktssystem för att uppmärksamma personal på förekomsten av skadliga eller giftiga ämnen. Skannrar, sensorer och spektrometrar är vanliga typer av utrustning för kemikaliedetektionssystem.
I brottsplatsundersökningar kan brottsbekämpande tjänstemän använda handhållna enheter som tar luftprover och analyserar dem med avseende på förekomsten av särskilda ämnen. Spårämnena kan upptäcka luftpartiklar som innehåller explosiva ämnen, som nitroglycerin, eller narkotiska ämnen, som marijuana och metamfetamin. Ett handhållet eller stationärt kemikaliedetektionssystem kan också analysera fysiska prover för förekomst av vissa kemikalier. Dessa enheter inkluderar användning av svabbservetter som fångar upp partiklar när de gnuggas över ytor. Genom att föra in pinnen i enheten analyserar och identifierar maskinen möjliga ämnen som finns på föremålet.
För allmän säkerhet kan flygplatser och andra allmänna utrymmen använda portaldetektorer som övervakar eventuella explosiva ämnen eller narkotiska kemikalier. De icke-invasiva, automatiserade enheterna analyserar luften runt individer som står i portalen. Maskinen upptäcker och identifierar omedelbart alla olagliga ämnen som släpps ut i luften av individer eller deras kläder.
Industriella arbetsplatser kan använda stationära detektorer i specifika områden, handhållna enheter eller kemiska detektionssystem som bärs av anställda. Stationära enheter larmar i allmänhet när luftkvaliteten äventyras av förhöjda halter av giftiga ämnen. Anställda kan använda handhållna enheter som skannar arbetsområden eller kläder för personal som går in eller ut från en specifik plats. Ett kemikaliedetektionssystem för armband kan innehålla ett antal små kassetter som övervakar och ändrar färg i närvaro av giftiga gaser.
Militären använder ofta detektorer för kemisk krigföring. Kemiska detekteringssystem kan uppmärksamma personal på närvaron av gasformiga, flytande eller fasta kemikalier som inkluderar blåsbildningsmedel, nervgas och andra ämnen som är utformade för att döda eller orsaka allvarliga skador. Dessa enheter kan vara handhållna eller bärbara bordsmodeller.
Scanners och sensorer kan upptäcka ämnen genom mängden fluorescens som observeras under en viss ljusvåglängd. Med hjälp av en laserstråle kan en sensor också mäta partikelmassa genom att mäta mängden ljusavböjning som uppstår när strålen passerar genom partiklarna. Prover placerade i en spektrometer delas upp i molekyler av en elektronstråle. Partikelfragmenten passerar sedan genom ett vakuum och ett magnetfält där molekylerna identifieras genom deras förhållande mellan massa och laddning.