La topologia química és una àrea d'estudi de la química supramolecular que tracta de les propietats de les molècules o de les supramolècules que no poden representar-se en dues dimensions perquè formen nuus o estan encadenades.

Els orígens de la topologia química es remunten a un article publicat el 1961 pels químics estatunidencs Harry Lloyd Frisch (1928–2007) i Edel Wasserman (1932), dels Laboratoris Bell, titulat "Chemical Topology" al Journal of the American Chemical Society.^[1] Malgrat que en aquest article exposaren molts conceptes importants, els autors assenyalaren que la gènesi és anterior, encara que no sempre hi ha hagut un registre escrit d'aquests primers orígens.^[2]

Normalment, es descriu l'estructura d'una molècula indicant (a) l'ordre en què els àtoms s'uneixen, (b) els tipus d'enllaços químics que els connecten i (c) la disposició espacial al voltant de centres rígids com els àtoms asimètrics i dobles enllaços; a més, es pot considerar les possibilitats d'isomeria rotacional consistent amb aquestes característiques. Per a la majoria de composts químics aquesta descripció és inequívoca. Tanmateix, per d'altres no n'hi ha prou i en les quals s'ha de considerar la topologia. És el cas del catenans.^[1]

A efectes d'estructura molecular, la topologia es refereix a les propietats que romanen invariables per a les diferents ordenacions espacials coherents amb (a), (b) i (c). En la transició contínua d'una disposició a una altra, els enllaços químics no es pot trencar ni formar, ni tan sols temporalment. Tampoc es permet que els enllaços es desplacin, un procés que equival a una separació transitòria. Tanmateix, les longituds i els angles d'enllaç es poden distorsionar arbitràriament.^[1]