화학섬유(化學纖維, chemical fiber)는 화학적인 가공에 의하여 인공적으로 만드는 섬유의 총칭이다. 간략히 화섬(化纖)이라고 한다. 미국·영국에서는 일반적으로 인조섬유(arificial fiber)라 하고, 일본·독일·프랑스에서는 화학섬유라고 부른다. 화학섬유의 종류에는 재생섬유(비스코스, 큐프라, 레이온), 반합성섬유(아세테이트, 프로믹스), 합성섬유(나일론, 폴리에스테르, 비닐론, 아크릴) 등이 있다.
화학섬유는 화학적 공정에 의하여 섬유 형태를 인공적으로 만들어 낸 방직섬유의 총칭이다. 면·양모·명주 등과 같은 천연섬유와는 달리, 화학섬유는 목재·석유·석탄·천연가스 등으로부터 얻어 낸다.
화학섬유는 견사(絹絲)를 인공적으로 만들려는 의도로 연구가 시작되었는데, 1884년 프랑스의 C. H. 샤르돈이 목화솜으로부터 질산화법(窒酸化法)에 의해서 인조견사의 제조에 성공한 것이 최초이다. 이어 1890년에 프랑스에서 구리암모니아법(구리암모늄레이온)이, 1892년에는 영국에서 비스코스법(비스코스레이온)이 발명되었다. 1926년 독일의 H. 슈타우딩거에 의하여 '셀룰로스의 분자는 고분자로 구성되어 있다'고 하는 학설이 발표되어 고분자 물질의 연구가 촉진된 결과, 1938년에 미국의 W. H. 캐러더스에 의하여 합성섬유인 나일론이 발명되고, 독일에서는 그보다 앞선 1934년에 폴리염화비닐을 후염소화시킨 페체(PeCe)섬유가 발명되었다. 그 후 제2차 세계대전이 끝나자 합성화학공업은 급속한 발전을 하여 각종 합성섬유가 탄생함으로써 천연섬유보다는 화학섬유가 더 많이 사용되기에 이르렀다.
섬유는 셀룰로스를 비롯하여 모두 직선상의 긴 고분자로 구성되며, 그 선상분자(線狀分子)의 종류와 길이·배열방식에 따라 성질에 차이가 생긴다. 또 섬유에는 명주와 같은 장섬유와 면·양모와 같은 단섬유가 있는데, 천연섬유에서는 장섬유인가 단섬유인가는 처음부터 정해져 있는 데 반하여, 화학섬유에서는 장섬유인 것을 필라멘트, 단섬유를 스테이플이라고 하여 양쪽 다 만들 수 있다.
화학섬유를 크게 나누면 유기질(有機質) 섬유와 무기질 섬유로 나뉜다. 유기질 섬유는 다시 천연고분자를 원료로 한 것과 합성고분자를 원료로 한 것으로 나눌 수 있다. 천연고분자를 원료로 한 것 중에서 중요한 것으로는 비스코스레이온·구리암모늄레이온과 같은 재생 셀룰로스 섬유가 있는데, 이것은 목재펄프 또는 면 린터(무명솜의 씨앗에서 목화를 따낸 뒤의 짧은 섬유)를 약품처리하여 가는 구멍으로부터 실 모양으로 압출한 다음 다시 섬유형태로 만든 것으로, 분자구조상으로는 면과 같지만 목재처럼 섬유의 형태가 아닌 것을 원료로 하는 점에서 다르다.
천연고분자를 원료로 한 것 중에는 아세테이트 섬유와 같은 셀룰로스 유도체도 있다. 이 섬유는 원료가 셀룰로스인 점은 재생 셀룰로스 섬유와 마찬가지이지만, 셀룰로스에 아세트산을 화학적으로 반응시켜 셀룰로스 유도체로 만든 것이므로 재생 셀룰로스 섬유는 아니다.
합성섬유는 석유·석탄·천연가스 등을 원료로 하여 섬유를 형성하는 실 모양의 고분자를 인공적으로 만들고 이것을 섬유 모양으로 방사(紡絲)한 것으로, 합성섬유란 합성고분자인 섬유 또는 합성된 물질로부터 만들어 낸 섬유라는 뜻이다. 화학섬유 중에서는 가장 종류가 많은데, 나일론·폴리에스터·아크릴을 3대 합성섬유라고 한다.
무기질 섬유의 대표적인 것은 유리섬유와 탄소섬유이다. 고온에도 잘 견디고, 뛰어난 기계적 성질 때문에 점차 생산량이 증가하는 추세에 있다. 최근에는 우주개발, 로켓의 발사 등과 관련하여 무기질 섬유에 대한 관심이 높아지고 있다.
산업면에서 보면 천연섬유는 재배·사육하는 토지·노동력·기후조건 등에 제약을 받고 산출량이 일정하지 않으며 가격의 변동을 받기 쉬운 데 반하여, 화학섬유는 자연조건의 제약을 받지 않고, 요구되는 성질·양을 연중 자유롭게 조절하면서 생산할 수 있다. 천연섬유는 농업적이지만, 합성섬유는 화학공업 분야에 들어간다.
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