Merekeemia on hüdrokeemia valdkond, mis tegeleb merevees lahustunud soolade, gaaside ja orgaaniliste ühendite analüüsiga, nende ajalis-ruumilise jaotumuse kirjeldamisega ning seletamisega keemiliste protsesside põhjal.
Merekeemia fookuses on mereökosüsteemi jaoks oluliste ainete ja elementide (eriti mineraaltoitainete) mitmekülgne uurimine. Samuti on olulist rõhku pööratud süsinikule ja lämmastikule (oluline kogu biosfääri seisukohast) ning reoainetele.
Merekeemia on tihedalt seotud merebioloogia ja merefüüsikaga. Nende kolme sünteesteadusharu teadusharu nimetatakse merebiogeokeemiaks.