La chélation (prononcer kélassion, du grec khêlê : « pince ») est un processus physico-chimique au cours duquel est formé un complexe, le chélate, entre un complexant, dit chélateur (ou chélatant), et un métal, alors complexé, dit chélaté. Le chélate se distingue du simple complexe par le fait que le métal peut se fixer au chélateur par au moins deux liaisons de coordination, à la manière d'une pince, d'où le nom. En fonction du nombre de liaisons chélatantes, on parle de coordinats bidentés, tridentés, tétradentés, etc. De par ce nombre de liaisons, les chélates sont des complexes particulièrement stables.

Il existe des chélatants faibles, qui forment des complexes labiles, et des chélatants forts, tels l'EDTA, qui peuvent former des complexes extrêmement stables, caractérisés par des constantes de dissociation inférieures à 10^-27, c'est-à-dire que la forme complexée est un milliard de milliard de milliard de fois plus stable que la forme dissociée !

Lors d'une intoxication avec des poisons métalliques, cette propriété est mise à profit avec des antidotes qui forment un chélate éliminé lors de la miction. Cette capacité de soustraire les éléments métalliques du milieu est appelée séquestration : on donne donc aussi aux chélateurs le nom d'agents séquestrants.

La chélation est un phénomène naturel fondamental : par exemple le cobalt dans la vitamine B₁₂, le magnésium dans la chlorophylle, le cuivre dans l'hémocyanine ou le fer dans l'hémoglobine sont chélatés.

Les applications des chélateurs sont nombreuses, par exemple en chimie analytique, dans l'industrie nucléaire, la teinturerie, la métallurgie.

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