Selon une théorie, un chemtrail [kemtrel] est une trainée blanche dans le ciel ressemblant à une trainée de condensation. Contrairement à cette dernière, elle serait constituée de produits chimiques, encore appelés aérosols, et non de vapeur d'eau laissée par les réacteurs des avions. Le nom lui-même est un néologisme construit par la contraction de l'anglais chemical trail, soit « trainée de produits chimiques », sur le modèle de et par opposition avec contrail - contraction de condensation trail. Cette théorie est communément reprise par les tenants de la théorie du complot.
Selon les tenants de cette théorie, le phénomène des chemtrails serait apparu en 1996 date à laquelle les observations de trainées d'avion « anormalement persistantes » auraient commencé à se généraliser. D'après eux, elles auraient des caractéristiques distinctes dont le fait qu'elles disparaitraient beaucoup plus lentement et ne se formeraient pas toujours à la « bonne » altitude pour être des trainées de condensation. Toujours d'après eux, les trainées d'avions seraient davantage persistantes depuis une quinzaine d'années, alors même que la persistance de simples trainées de condensation est un phénomène plutôt occasionnel. L'aspect du ciel aurait donc radicalement changé depuis leur présence. Si bien que selon les défenseurs de la théorie, certains scientifiques amalgameraient trainées chimiques et trainées de condensation. Néanmoins, cette théorie n'a jamais trouvé aucune crédibilité dans la communauté scientifique, faute de preuves objectives. De plus, les organismes des gouvernements et les scientifiques ont à maintes reprises nié l'existence des chemtrails. Pourtant, les convaincus de l’existence, à grande échelle, des chemtrails s’opposent aux prêcheurs de la seule existence des contrails.
Divers objectifs présumés sont associés aux chemtrails (voir ci-dessous), tous basés sur une hypothèse de départ qui est le fait que les chemtrails seraient constitués de produits chimiques inconnus déversés en haute altitude. Parmi ceux-ci, on trouve la modification du climat (à des fins militaires, économiques, ou pour lutter contre le réchauffement planétaire), le contrôle de la population, un moyen de communication ou de brouillage des communications pour l'armée, une arme biologique ou des intentions occultes. Les partisans de cette théorie affirment également que les chemtrails peuvent causer des problèmes respiratoires ainsi que d'autres problèmes de santé.
En 2001, aux États-Unis, le terme chemtrails se retrouvait dans un projet de loi nommé le Space Preservation Act, mentionné en tant qu'arme exotique. Ce projet présenté à l'origine devant le Congrès par le politicien Dennis Kucinich fut rejeté, si bien que les références aux chemtrails furent supprimées dans les versions suivantes. Interviewé en janvier 2002 par Bob Fitrakis du journal Columbus Alive, Bob demanda à Kucinich, pourquoi voulait-il introduire le terme chemtrails dans un projet de loi alors que le gouvernement US a sans cesse nié leur existence, Kucinich lui répondit : « la vérité est qu'il y a un programme entier, au Département de la Défense, nommé Vision pour 2020, qui développe ces armes ». Lors d´une audience publique à Santa Cruz (Californie), en juin 2003, Kucinich confirmait de nouveau l'existence et l´emploi effectif de l'arme climatique : « Chemtrails are real ! » affirmait-il.
La théorie des chemtrails est reprise dans les théories du complot.