Jedes Jahr im Sommer treffen sich Jungchemiker aus mehr als 60 Ländern der Welt, um ihr Chemie-Wissen in einem olympischen Wettstreit zu testen. Der Wettbewerb findet jedes Jahr in einem anderen Gastgeberland statt (z. B. 2004 in Deutschland) - immer getreu dem olympischen Motto "Dabeisein ist alles!". Pro Nation kann ein Team aus maximal 4 Schülerinnen und Schülern zur Chemie-Olympiade geschickt werden. Diese treten dann in einem Einzelwettstreit in einer theoretischen und praktischen Klausur (jeweils 5 Stunden) gegen eine weltweite Konkurrenz an.

Da die Internationale Chemie-Olympiade kein Teamwettbewerb ist, kann jeder Schüler für sich (und sein Land) eine Gold-, Silber- oder Bronzemedaille erringen (Besten 10%: Gold, nächsten 20%: Silber, weitere 30%: Bronze). Jedoch kursiert jedes Jahr auch immer eine inoffizielle Rangliste der Länder (bei der sich Deutschland nicht schlecht präsentiert).

Neben dem wissenschaftlichen Wettbewerb erwartet die Teilnehmer und Betreuer ein attraktives soziales und kulturelles Programm geprägt von der Tradition des Gastgeberlandes. Darüber hinaus können die Schülerinnen und Schüler Kontakte zu Gleichgesinnten auf dem ganzen Globus knüpfen.

Das deutsche Auswahlverfahren wird vom Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) an der Uni Kiel in Zusammenarbeit mit dem Förderverein Chemie-Olympiade e. V. ausgerichtet.