Keemiline valem moodustatakse elemendi sümbolitest, millest see aine koosneb, näidates ära selle, mitu selle elemendi aatomit antud aines esineb. Näiteks vee valem on H₂O. Väikest numbrid vesiniku aatomi juures nimetatakse indeksiks, see näitab, et vesi koosneb kahest vesiniku aatomist. Kui aine koosneb ainult ühest elemendi aatomist, siis indeksit 1 välja ei kirjutata. Vesi koosneb ühest hapniku aatomist, kuid hapniku taha number 1 ei kirjutata.

Lihtaine valemeid on kerge koostada. Metallide ja väärisgaaside korral lihtaine valem ühtib elemendi sümboliga. Näiteks vase valem on Cu, raua valem Fe, heeliumi valem He. Enamus mittemetallilisi lihtaineid koosnevad aga mitmest aatomist, näiteks hapniku valem on O₂ – hapnik kui lihtaine koosneb kahest hapniku aatomist. Levinumad lihtainete valemid on järgmised.

Liitaine valem koosneb mitmest erinevast elemendist, näidates indeksiga selle, mitu aatomit kõiki elemente aines on. Näiteks paekivi (kaltsiumkarbonaadi) keemiline valem on CaCO₃ (loetakse: kaltsium-tsee-oo-kolm). See näitab seda, et paekivi sisaldab ühte kaltsiumi aatomit, ühte süsiniku aatomit ning kolme hapniku aatomit.

Ioonidest koosneva aine valemi koostamisel on kindlad reeglid, mida tuleb järgida korrektse valemi kirjutamiseks.
1. Kirjutame ioonide valemid üksteise kõrvale, positiivne ioon on eespool.
Näide: Al³⁺ Cl^–
2. Kuna aine tervikuna on neutraalne, siis saame indeksid (mitu elemendi aatomit aine sisaldab) kirjutada nii, et ühe iooni laengu suurus (positiivne arv) on teise iooni indeks.
Näide: Al³⁺ Cl-3 (alumiiniumi +3 laeng läks kloori indeksiks ning kloori -1 laeng läks alumiiniumi indeksiks, kuid ühte ei kirjutata.
3. Valemis üldjuhul laenguid ei ole vaja kirjutada, seega on korrektne valem AlCl3
4. Kui ioon koosneb mitme elemendi aatomist, näiteks SO42-, siis vaadatakse seda iooni kui ühtset tervikut.
Näide: Aine koosneb järgmistest ioonidest Al3+ SO42- . Alumiiniumi laeng 3 läheb SO42- rühmale indeksiks (SO4 kirjutatakse sulgude sisse) ning SO4-2 laeng 2 läheb alumiiniumile indeksiks

5. Kui mõlema iooni laengud on arvuliselt võrdsed, siis indekseid ei kasutada. Näiteks kaltsiumi (Ca2+) ja hapniku (O2-) ioonidest koosneva aine valem on CaO, kuna mõlemal ioonil on arvuliselt võrdne laeng (2).

Liitaine valemeid saab koostada ka oksüdatsiooniastme (o.a) abil. Tervikuna peab aine olema neutraalne, see tähendab seda, et kõikide positiivsete ioonide oksüdatsiooniastmete summa peab olema sama, mis kõikide negatiivsete ioonide oksüdatsiooniastmete summa.

Näide: Me teame, et element koosneb mangaanist (o.a +6) ning hapnikust. Kirjutame välja elementide sümbolid ning nende kohale oksüdatsiooniastmed. Hapniku o.a on alati -2.

+6 -2
Mn O

Ühe elemendi o.a väärtus on teise elemendi indeksiks.

+6 -2
Mn 2 O 6

Kui mõlema elemendi indekseid annab ühe ja sama arvuga jagada, siis seda ka tehakse. Antud näiteks saame jagada mõlemaid indekseid kahega. Seega saame lõplikuks valemiks

MnO3

Kergesti on võimalik ka kontrollida, kas positiivsete ja negatiivsete o.a summa võrdub null. Korrutame elemendi o.a tema indeksiga ning kirjutame selle elemendi sümboli alla. Liites kõikide elemendi alla saadud väärtused, peame saama nulli.

+6 -2
Mn O3
+6•1=6 -2•3=-6 = 0