Одним из основных агентов выветривания является вода. Растворяя химические элементы, насыщаясь углекислым газом, вода постепенно становится агрессивной и воздействует на горные породы уже как слабая кислота Действие химического выветривания протекает постепенно, стадийно. Вначале в результате гидролиза разрушается кристаллическая структура минералов. Вода диссоциирует на ионы водорода и группы гидрофильного ряда (ОН), затем вступает в реакцию с кристаллическими веществами. Ионы замещают атомы в кристаллах или вступают с ними в реакцию, тем самым нарушается кристаллическая структура. Кальции, магнии, натрий и калий растворяются, а соединения алюминия и железа образуют гидроксиды. Процесс образования последних носит название гидратации. Кроме того, при химическом выветривании происходит окисление соединений двухвалентного железа в трехвалентное. При этом меняется не только внутренняя структура горной породы, но и ее цвет, и физические свойства.
В результате химического выветривания от твердой горной породы остается рыхлый глинистый материал, химический и минеральный составы которого зависят от первичного состава материнской породы и климата. Глина служит сырьем для керамической промышленности. Особенно ценна каолиновая глина, обладающая огнеупорными качествами.
В процессе выветривания не все минералы и химические соединения преобразуются. Имеются так называемые устойчивые минералы, на которые не могут воздействовать химически активные растворы, и по мере выноса и растворения слабоустойчивых минералов и соединений они постепенно накапливаются.
При выветривании магматических пород освобождаются и накапливаются золото, алмазы и многие драгоценные камни.
Одним из главных факторов выветривания является климат. Он регулирует скорость и направление выветривания. Для полного преобразования горных пород и глубокого проникновения агентов выветривания очень благоприятен жаркий влажный климат экваториального пояса. Сухой и жаркий климат пустынь сильно ограничивает химическое выветривание, так как отсутствует один из важных факторов выветривания — вода. Имеющаяся все-таки в небольших количествах капиллярная вода медленно поднимается к поверхности, откладывает соли, которыми цементируются рыхлые пустынные пески, в результате чего довольно часто образуются гипсовые или соляные корки.
Падение температур даже при высокой увлажненности снижает интенсивность выветривания и уменьшает его скорость. В умеренном относительно влажном климате химическое выветривание постепенно прекращается, и на первый план выступает физическое. Особенно интенсивно дезинтеграция горных пород протекает в холодном климате.
Почва образует тонкий слой и формируется при выветривании горных пород. Она состоит из нескольких горизонтов: верхнего (перегнойно-элювиальный) — богатого органическими веществами и почвенными организмами; среднего (элювиальный), или подпочвенного - состоящего из глин, окисленных и выщелоченных; нижнего — представленного рыхлой размягченной породой, сходной по составу с залегающей под ней материнской породой. Состав почв и их продуктивность зависят от климата, растительности, рельефа, материнских пород и почвенных организмов.