五莲红石材的化学破坏通常是指沿线石材的内部成分与其他化学物质发生反应，导致沿线石材的损耗、脆化、碎裂甚至物理性质发生变化。
五莲红石材大理岩的化学破坏明显，尤其是以碳酸盐岩为主的大理岩。大理石中的碳酸钙与酸雨中含有的二氧化硫和二氧化碳发生反应，从而加速沿途的风化，并在此期间不断被水带走，导致诸如不能用水处理的孔、槽和裂缝等问题。沿着五莲红石材路的石头会形成一个尖锐而坚硬的皮层，在结构上不同于原来的石头，终会出现气泡、鳞片甚至黑色的层。根据相关实验，去角质皮层富含硫酸钙。而这种破坏是不断重复的，并沿途风化石层很长一段时间。这种化学破坏在石质文物上屡见不鲜，而且更为明显。近年来，工业发展排放的酸雨逐渐暴露出其对中国乃至石质文物的破坏。
自然界不仅有五莲红石材的化学破坏，还有人类生命对五莲路沿石材的化学破坏。例如，酸洗液用于清洗装饰石材，厨房和卫生间的强酸强碱会对石材造成化学损伤。为了更好地解决五莲石材的化学损伤，石化工业开发了石材文物及装饰品保护产品，并已成功应用于文物。这些是石材化学“病理变化”破坏机理的研究领域。
