A análise química abrange a cor, o aspecto e a densidade específica.

Precipitação de fosfatos amorfos (urina alcalina), precipitação de uratos amorfos (urina ácida) ou pela presença de bactérias, leucócitos ou eritrócitos pode resultar em alteração do aspecto, classificado em acastanhado ou marrom escuro.

A densidade específica contempla a relação entre a quantidade de volume de água eliminada e solutos, é uma análise química quantificada mediante o uso do densímetro, refratômetro ou fita reativa.

Na análise química geralmente obtém-se o pH, proteínas totais, glicose, bilirrubinas e urobilinogênio, corpos cetônicos, ação peroxidásica, esterase leucocitária e nitritos.

A cor da urina pode ser classificada em límpida, ligeiramente turva ou turva.