Sisäilmassa on poikkeuksetta jonkin verran kemiallisia epäpuhtauksia, jotka esiintyvät pääasiassa kaasumaisina tai hiukkasiin sitoutuneina. Sisäilman laatutekijöistä puhuttaessa tyypillisimmät kemialliset epäpuhtaudet koostuvat haihtuvista orgaanisista yhdisteistä (VOC). Nämä VOC-yhdisteet ovat yleensä rakennusmateriaalien, puhdistusaineiden, pinnoitteiden ja päällysteiden tai kalusteiden ja sisustusmateriaalien päästöjä, jotka haihtuvat sisäilmaan. Yleensä uudiskohteissa sisäilman VOC-pitoisuudet ovat koholla ensimmäisen vuoden aikana, kuitenkin ensimmäisen kuuden kuukauden aikana VOC-pitoisuudet ovat merkittävästi alentuneet lähtötilanteesta. Uusien rakennusmateriaalien VOC-päästöt ovat primääriemissioita, mutta pitkään jatkuneen liiallisen kosteusrasituksen seurauksena voi tapahtua pidemmän aikavälin sekundääriemissiota. Jälkimmäisenä mainittu emissio voi tulla kyseeseen, kun kosteusvaurion seurauksena materiaali alkaa kemiallisesti hajoamaan, esim. muovimattojen liimat kosteusteknisesti toimimattomissa alapohjarakenteissa (lattiat) voi aiheuttaa VOC-päästöjä monia vuosia ja jopa vuosikymmeniä.
Asuinhuoneistojen sisäilman VOC-yhdisteiden enimmäispitoisuuksille on annettu ns. asumisterveysasetuksessa (STMa 545/2015) joitakin raja-arvoja, minkä lisäksi Työterveyslaitos (TTL) on asettanut eräille yhdisteille ohjearvoja toimistotyyppisessä tai siihen rinnastettavassa rakennuksessa. Asumisterveysasetuksen (STMa 545/2015) ja sen soveltamisohjeen osan 3 mukaan annetut toimenpiderajat on esitetty alla olevassa taulukossa.
| Yhdiste | Toimenpideraja |
| TVOC | 400 µg/m3 |
| 2,2,4-trimetyyli-1,3-pentaanidioli di-isobutyraatti (TXIB) | 10 µg/m3 |
| 2-etyyli-1-heksanoli (2-EH) | 10 µg/m3 |
| Naftaleeni | 10 µg/m3 (lisäksi hajua ei saa esiintyä) |
| Styreeni | 40 µg/m3 |
| Fromaldehydi | 50 µg/m3 (vuosikeskiarvo) / 100 µg/m3 (30 min. mittaus) |
| Mikä tahansa muu yksittäinen yhdiste | 50 µg/m3 |
Taulukon TVOC viittaa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden summapitoisuuteen. TXIB ja 2-EH ovat tyypillisiä ns. muovimatto-ongelmissa, naftaleeniä saattaa esiintyä tyypillisesti PAH-pitoisten (kreosootti) materiaalien yhteydessä, styreeniä voi esiintyä polyesterihartsia sisältävissä rakennusmateriaaleissa ja formaldehydiä voi päästä sisäilmaan mm. puupohjaisista tuotteista tai mineraalivillaeristeistä.
Kemiallisien yhdisteiden määrää tulisi mitata sellaisista rakennuksista, joissa on syytä epäillä olevan haitallisissa määrin kohonneita VOC-pitoisuuksia esim. jotkut uudiskohteet tai jos muutoin osataan arvioida tiettyjen rakennusmateriaalien tai aineiden aiheuttavan päästöjä sisäilmaan. Tällaisia voivat olla esimerkiksi muovimatot, joiden pehmitinaineiden ja kiinnitysliimojen aiheuttamat päästöt (TXIB ja 2-EH) lisääntyvät kosteusrasituksesta, vanhojen rakennusten PAH-pitoiset eristeet ja sivelyt (eritoten naftaleeni) tai tietyn aikakauden formaldehydiä sisältävät rakennusmateriaalit, kuten mineraalivillaeristeet ja puukuitulevyt (MDF, lastulevyt jne.), joissa on käytetty liimahartsina formaldehydia.