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In chimica, per composizione chimica (o più semplicemente composizione) s'intende un concetto che può essere relativo a una sostanza pura o a una miscela. In entrambi i casi, la composizione indica quali sono le specie chimiche che costituiscono la sostanza o la miscela in esame e qual è il loro quantitativo rispetto alle specie chimiche totali. Nel caso di una sostanza, le specie chimiche costituenti che si considerano nella definizione della composizione sono gli atomi, mentre nel caso delle miscele si considerano le singole sostanze (anche dette "componenti della miscela").