Kimyasal savaş ajanları; fiziksel durumlarına, toksikolojik özelliklerine ve uçuculuklarına göre üç ana başlık altında sınıflandırılabilir:
Kimyasal ajanlar normal şartlar altında bulundukları formlar, kasti kullanımları veya kaza sonucu yayılımları göz önünde bulundurulduğunda fiziksel durumlarına göre aşağıdaki gibi sınıflandırılmaktadır:
Kimyasal savaş ajanlarının uçuculuk özellikleri büyük ölçüde buhar basınçları ile ilişkili olsa da rüzgar hızı, sıcaklık, nem gibi meteorolojik koşullar da ajanların kalıcılığına etki etmektedir.
30 dakikadan daha uzun süre kalıcılığı olan ajanlardır. Bu ajanlar kullanıldıktan sonra buharlaşmaları zaman aldığından solunum yolu ile etki etmekten ziyade deri ile temasa geçtiğinde etkisini gösterir. Buharlaşmaları uzun zaman aldığından uygun hava şartlarında uzun süre çevrede kalırlar. Sinir ajanları sınıfında yer alan VX kalıcı ajanlara örnek olarak verilebilir.
Kullanıldığı andan itibaren 10-30 dakikadan daha fazla kalıcılığı olmayan ajanlardır. Bu ajanlar kullanıldıktan sonra çok çabuk buharlaştığından genellikle maruziyet solunum yolu ile olur ve etkileri kısa zamanda ortaya çıkar. Ancak kolay buharlaştıkları için çevrede uzun süre kalmazlar. Sarin, Soman, Tabun, Levizit gibi ajanlar uçucu ajanlara örnek olarak verilebilir.