Kohtuekspertiisi keemik on teadlane, kes töötab tavaliselt õiguskaitselaboris või erasektoris. Ta tuvastab ja analüüsib kuriteopaigalt kogutud asitõendeid. Kuigi kohtukeemik üldjuhul tõendite tegelikus kogumises ei osale, on ta kriminaaluurimise protsessis põhiosa. Kohtuekspertiisi keemia on distsipliin, mis nõuab tohutul hulgal teadmisi, nii et keemik võib spetsialiseeruda veregrupi määramisele, sõrmejälgede võtmisele, keemilisele tuvastamisele või juuste, pinnase, klaasi ja kiudude analüüsile. Kohtuekspertiisi keemikud töötavad kõikjal maailmas, sealhulgas Ameerika Ühendriikides, Austraalias ja Ühendkuningriigis.
Kohtuekspertiisi keemik, kes on spetsialiseerunud seroloogiale, veregrupi määramise ja kehavedelike uurimisele, kasutab kuriteopaigalt leitud sperma, vere, sülje, juuste või muude kehavedelike proovide ensüümteste. Kuna vedelikuproovides leiduvad ensüümiühendid on peaaegu alati konkreetse inimese jaoks ainulaadsed, saab keemik kasutada ensüümi tulemusi ainulaadse DNA profiili määramiseks. Uurijad saavad seda profiili kasutada kahtlustatava leidmiseks DNA andmebaasist või võrdlemiseks võimalike kahtlustatavatega.
Tõendusproove võib olla raske identifitseerida, kuna neid võidakse segada teiste ainetega, nii et keemilisele identifitseerimisele spetsialiseerunud kohtuekspertiisi keemik võib proovi keemiliste ühendite eraldamiseks kasutada analüütilisi meetodeid. Tavaliselt kasutab ta tõendusproovis gaasikromatograafi, seadet, mis eraldab ühendeid muudest lisanditest, nagu tolm või mustus. Seejärel saab keemik teha järeldusi selle kohta, mis proov on või kust see pärit on, lähtudes ekstraheeritud keemilistest ühenditest. Näiteks võib ohvri kehalt leitud tundmatuid värvilisi osakesi testida ja tuvastada, et need on kindlat marki ja värvitooni. Uurijad võivad seejärel kasutada seda teavet kahtlustatava kuriteoga sidumiseks, kui näiteks kahtlustatava majas oleva värvi näidis sobib.
Lisaks kuriteopaiga tõendite tuvastamisele ja analüüsimisele võib kohtuekspertiisi keemikul oma töökoolituse raames vaja minna kohtusaali proovilepanekut, kuna tavaliselt peab ta kriminaalasjades tunnistusi andma eksperdina ja esitama oma arvamust. žüriile järeldused tõendite kohta. Tavaliselt võrdleb ta tõendeid varasemate juhtumitega, et anda ekspertarvamus selle kohta, kuidas need tõendid konkreetselt kahtlustatavat puudutavad. Kuigi kohtuekspertiisi keemik töötab tavaliselt korrakaitselaborites, peab ta esitama erapooletuid, puhtalt teaduspõhiseid järeldusi, isegi kui tunnistused kaitsevad.