由于石材的污染物大多寄居在石材的微孔隙内，一般物理清洗要么难以触及，要么成本过高，因此化学清洗成为目前石材清洗的主要手段。

1、表面活性剂是目前常用的方法，表面活性剂有离子型和非离子型两种。它们的分子含有极性与非极性两种基因，清洗的原理是利用表面活性剂的降低界面张力、润湿、吸附、乳化、增溶、分散等性质使污垢分子脱落、分散，从而实现清洗效果。

2、碱清洗是利用碱性化学药剂的皂化、乳化功能，疏松和分散污垢，常用的碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠等为主要成份的水溶液，它们主要用来消除油污。油污分可皂化与非皂化两种。可皂化油污是动植物类油污，遇碱时可形成皂类溶于水中，因而较易去除。非皂化油污系矿物油污，清洗这类油污需借助乳化剂作用，以降低油污与附着物的结合力而脱落。

3、酸清洗在石材清洗中应用较为广泛，无机酸中多用盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸；有机酸多用柠檬酸，草酸、氨基磺酸等。如用硫酸来除锈，硫酸与氧化铁反应后生成硫酸铁，它能溶解于水，故铁锈能被除掉。但是无机酸清洗的腐蚀问题还是很严重的，酸或酸根有可能长期危害石材，所以不建议使用该方法。

4、电化学清洗是借助两极板间的电场力使污垢中的离子或极性分子按一定规律运动，或促使发生电化学反应，使污染物脱附、移动或发生化学变化而达到清洗目的。例如电流能使花岗石微孔隙中铁离子的吸附力降低，扩散系数增大，并产生电脉。使花岗石表面和表面以下一定深度中的锈迹去除。

5、溶剂清洗利用的是溶剂对污物的溶解能力，若已知污染物的组成，选用特定的溶剂是很有效的。例如许多有机溶剂如甲苯、二甲苯、乙酸丁脂等对油脂或油污有较强的溶解能力，用有机溶剂去除油污斑一般比用碱液去除油污斑要更快速，其缺点是有机溶剂挥发易造成环境影响。

6、生物化学清洗主要是针对生物污染物的方法。人们很早发现了微生物对石材的侵蚀和污染作用，有效的清除方法是选用具有针对性的杀灭、溶解、分解、剥离的生物化学清洗剂进行清洗。