Chemotaxonomie, Bestimmung der taxonomischen Position und der phylogenetischen Verwandtschaft von Organismen, aufgrund des Vorkommens und der Verbreitung chemischer Bestandteile. Sie findet bei Pflanzen breite Anwendung und ist eine wertvolle Hilfe in der systematischen Botanik. So ist z.B. das Vorhandensein oder das Fehlen von L-Canavanin in der C. von Papilionaceen ein nützliches Hilfsmittel. Bei Ausschluss chemischer Konvergenz weist das Vorhandensein der gleichen Naturprodukte auf das Vorhandensein der gleichen Stoffwechselwege, Enzyme und Gene hin, die nur von einer gemeinsamen Evolutionsgeschichte herrühren können. Es gibt jedoch zahlreiche Fälle chemischer Konvergenz, weshalb das Vorhandensein der gleichen Naturprodukte noch nicht die taxonomische Verwandtschaft beweist.
Einige Beispiele für Naturprodukte, auf die die C. angewendet wurde, sind die Alkaloide, die Flavonoide, Proteine (Vergleich von Aminosäuresequenzen homologer Proteine und nichtproteinogenen Aminosäuren). Die Serologie wird in der C. ebenfalls angewendet, d.h. es werden Antiseren, die mit Hilfe eines gereinigten Proteins oder eines Proteinextrakts aus einer Pflanze hergestellt wurden, auf ihre Kreuzreaktivität mit den Proteinen anderer Pflanzen getestet.
Angesichts der Artenfülle des Pflanzenreichs (400.000 rezente Pflanzen, darunter etwa 100.000 niedere Pflanzen) ist die Zahl der chemotaxonomisch geprüften Taxa vergleichsweise gering. Trotzdem hat sich ein gewaltiges Datenmaterial angesammelt. Teilweise haben die Befunde der C. die aufgrund morphologischer Betrachtung erhaltenen Aussagen (vor allem der Blütenmorphologie) zur Systematik und Taxonomie bestätigt. Teilweise haben sie zu Korrekturen bei solchen Taxa geführt, deren systematische Stellung und Taxonomie unsicher erschien. [Chemotaxonomy of the Leguminosae Harbourne, Boulter und Turner (Hrsg.), Academic Press, 1971; The Biology and Chemistry of the Umbelliferae, Heywood (Hrsg.), Academic Press, 1971; The Biology and Chemistry of the Compositae, Heywood, Harbourne und Turner (Hrsg.), Academic Press 1977]