Geokemio aŭ geoĥemio estas scienco rilata al la Geologio, kiu okupiĝas pri la materia konstruo, la distribuo, la stabileco kaj la cirkulado de kemiaj elementoj kaj ties izotopoj en mineraloj, ŝtonaĵoj, grundo, akvo kaj atmosfero. Ĝi estas la naturscienca fakkombinaĵo, kiu kombinas geosciencojn kaj kemion. Kun la geosciencoj ĝi havas komunan esplorobjekton, kun la kemio komunajn esplormetodojn. La geokemio krome estas proksime ligita kun la planedologio kaj la kosmokemio, do okupiĝas ankaŭ pri la kompreno de la kemiaj donitaĵoj sur neteraj korpoj.
Alia vidpunkto estas, ke Geokemio esploras kaj praktike kaj teorie la distribuecon de la kemiaj elementoj en ĉiu regiono, sfero aŭ ero de la Tero, dum la Ĝenerala geokemio pristudas same distribuecon de la elementoj en la aero, akvoj, rokaĵoj ĉu de la terkrusto ĉu de la terinterno.