化学分类学研究植物体的化学成分，特别是生物大分子水平的资料，评价植物类别的种系发生关系，建立以化学信息资料为基础的化学分类系统。植物化学分类学是利用化学特征来研究植物各类群间的亲缘关系，探讨植物界的演化规律，也可说是从分子水平上来研究植物分类和系统演化的一门学科。植物化学分类学的主要研究任务是探索各分类等级(如门、纲、目、科、属和种等)所含化学成分的特征和合成途径；探索和研究各化学成分在植物系统中的分布规律以及在经典分类学的基础上，从植物化学组成所表现出来的特征，井结合其他有关学科，来进一步研究植物的系统发育。例如甜菜拉因(betalain)是一类植物色素，它只分布在中央种子目(Centrospermae)中，而且与花色甙的分布互相排斥。该目包括商陆科、紫茉莉科、粟米草科、番杏科、仙人掌科、马齿苋科、落葵科、石竹科、藜科、苋科、刺戟草科。从形态上看，石竹科和粟米草科属于中央种子目，但它们均不含甜菜拉因而含花色甙，故植物分类学家认为应将石竹科和粟米草科分出来，另立石竹目。

又如，人参属植物可分为两个类群：第一类群，根状茎短而通常直立，具胡萝卜状肉质根；种子大；在化学成分上所含三萜皂甙元以达玛烷型四环三萜为主；在地理分布上，表现了分布区狭小和间断分布的特点。是人参属的古老类群，如人参P. ginseng C. A. Mey.、西洋参P．quinquefolius L.三七P．notoginseng (Burk.) F．H．Chen等是这一类型的代表植物。第二类群，根状茎长而匍匐，肉质根常不发达或无；种子较小；在化学成分上，所含三萜皂甙元以齐墩果烷型五环三萜为主；在地理分布上表现了分布区较广而连续的特点。是人参属的进化类群，代表植物如姜状三七P. zingiberensis C. Y. Wu et K. M. Feng 屏边三七P. stipuleanatus  H．T．Tsai et K.M．Feng 竹节参P．japnicus C．A. Mey．及其变种狭叶竹节参P.japonicus C．A，Mey．var．angustifolius (Burk．) Cheng et Chun、珠子参P.japonicus C．A．Mey．var. major (Burk．) C．Y．Wu et K．M．Feng和疙瘩七P．japonicus C．A．Mey var．binnatifidus (Seem．) C.Y．Wu et K．M．Feng。