概述
化学是探讨物质特性、构成、构造及转变规则的学科分支，属于物理学范畴。该学科关注物质间的相互作用化学工程就业前景，或物质与能量之间的联系。常规化学主要研究两种以上物质接触后的转变，即化学反应当中，或一种物质转化为另一种物质的现象。这些转变过程中，有时需要借助电磁波，电磁波在此扮演激发化学效应的角色。化学并非总是聚焦于物质相互作用。光谱学探究物质与光线相互作用，此类互动不牵涉化学反应。确切而言，化学涵盖分子、电子、离子、原子、原子基团等核-电子系统。所谓“化学”，字面含义即为“研究变化的学科”。
化学是探讨物质的各种特性、构成成分、内在构造以及演变规则的学科，属于物理学的一个分支，并且与历史相关联
人类最早接触的化学现象是对火的探索。火能让物质形态发生改变，因此成为古人热衷研究的课题。倘若没有火，人类无法掌握铁和玻璃的制造工艺。
人类发现黄金这种珍贵金属后，许多人开始钻研如何将其他物质转变为黄金，在公元前300年到1500年间，炼金术士们致力于将廉价金属转变为黄金，因此积累了关于金属提炼和加工的诸多见解与技艺，部分炼金术士的主要任务是配制药物，中国当时也有所谓的炼丹术存在两千多年前，人类已普遍采用黄金、白银、水银、铜、铁以及青铜，那个时期的文明，在陶瓷制作、色彩处理、酒类发酵、纸张制造、火药配制等工艺领域已取得显著进展，同时，在技术层面，对于物质转变的认识已经具备一定程度的观察和文献积累。
化学领域的先驱者汇集了各类物质的诸多信息。在17世纪以前，化学领域的进步十分有限，主要表现为燃素说和炼金术，其中较为突出的代表是罗伯特·波义耳。直至1750年，化学依然笼罩在神秘氛围之中，并且受到错误理论的左右。到了1773年，安托万-洛朗·德·拉瓦锡阐述了质量恒定原理，运用氧化和还原过程阐释了燃烧机制，从而废除了中世纪盛行的燃素理论，这标志着现代化学的开端；他因此被誉为“化学之祖”。随后，道尔顿综合了那个时代的化学研究成果，并基于自己的实验发现，创立了具有里程碑意义的原子理论。此后，有众多化学家陆续发现了各类化学元素，后来门捷列夫构建了元素周期表使化学领域更加完善。1901年，化学家诺贝尔运用其遗产创立了诺贝尔化学奖，旨在表彰在化学方面为人类做出贡献的人士。现代化学的发展始于20世纪初期快速发展的量子力学。
学门
化学学科当前主要由四个大的分支构成，每个分支都包含诸多衍生的细分学科以及实际应用的化学范畴。
四大学门主要为：
物理学视角下的化学原理研究属于化学的一个分支，堪称现代化学的基础理论。分析化学致力于探索物质成分、构造以及数量层面的研究方法，借此能够判明化学物质的构成并测定其含量，还能明确化学物质的构造。碳、氢、氧、氮、硫等元素构成的化合物是另一化学分支的研究对象。非碳基物质的化学分支，探讨物质制造的方式和过程，分析其构造和特性，重点在于金属结合体，考察范畴包括
原子
一个原子包含原子核和带负电的电子，电子位于原子核外部，称为核外电子，单个原子通常代表化学研究的最小单位。原子核一般由质子和中子构成。化学领域对质子的理解与物理学有所不同，单个质子被视为1H（氕）原子核，表明原子核中必须含有质子，但中子并非必需。离子也被看作是原子的一种形态。
元素
同一种原子如果质子数量相同，就称作“元素”。比如氢元素，它的所有原子都只有一个质子。反过来理解也是这样：原子核里含有六个质子的，都是碳原子；原子核里含有九十二个质子的，都是铀原子。元素还有另一种解释，那就是那些无法通过化学手段再分解的物质，就属于元素。
物质
化学物质是一种物质，它的化学成分决定了它的性质。从精确角度看，混合物、元素等并不属于化学物质，只能称为化学品或化学制品。我们日常生活中接触到的化学品多数是混合物，例如空气、合金、生物制品。
命名法
化学领域里，物质的名称确定是最为严谨的部分。过去很长时期，化合物名称由发现者个人决定，因而造成命名方面的问题和混乱。目前，我们普遍采用的是国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）所推荐的命名体系。该体系借助一套命名规则，为所有化合物分配了专属的名称和标识码。有机物采用有机命名规则进行命名，无机物则使用无机命名规则进行命名，化学索引服务（ ）能够借助CAS号（CAS ）便捷地查询到每种化合物的性质、特点、名称和构造。
分子
一种化学式展现了原子间的结合关系，以及这些原子在整体分子内的排列情形，图中展示的是紫杉醇的化学构造
酸碱性
物质能够区分为酸性物质或碱性物质。我们拥有若干种理论来界定酸碱类别。其中最基础的是阿累尼乌斯理论，该理论主张：酸性物质会在水中解离出结合氢离子，而碱性物质则会在水中解离出氢氧根离子。酸碱质子理论主张，酸是能向其他分子提供质子的化学物质，碱是能接受质子的化学物质。第三种理论称为路易斯酸碱理论，它立足于化学键的形成。路易斯理论指出：酸在形成化学键时获得一对电子；碱在建立化学键时向其他分子提供一对电子。所以，同一种物质依据不同的酸碱理论，可能会表现为酸性物质，也可能表现为碱性物质。
测定酸性强度存在两种核心途径，第一种即阿累尼乌斯提出的pH值，该值是我们日常最常应用的衡量方式化学工程就业前景，它通过检测溶液中氢离子的多少来判断酸性强弱程度。其计算公式为pH等于氢离子浓度的负对数，以10为底进行运算。由此可见，氢离子浓度越大的溶液，其pH值就越小，同时酸性也就越强。第二种是Brønsted–Lowry定义，即酸解离常数，也就是Ka，这个值表示物质在表现为酸时释放氢离子的程度。所以酸性越显著的物质，其Ka值越大，释放氢离子的趋势越明显。类似地，可以用pOH来表示碱性强弱，用Kb来替代Ka进行说明。
氧化还原
物质得失电子的属性叫做氧化还原性质。物质如果可以氧化别的物质，就具有氧化性，这种物质被称为氧化剂，有时也称作氧化物。氧化剂的作用是从其他物质那里夺取电子。另一方面，物质如果能够还原别的物质，就表现出还原性，这种物质被称为还原剂，有时也称作还原物。一种物质能提供给别的物质电子，自身则被氧化，这种物质也称作电子给予体。氧化还原特性跟氧化值相关——其实电子的真正转移并未发生。因此，氧化指的是氧化值上升，还原则意味着氧化值下降。
简而言之，还原剂在氧化过程中会损失电子，其化学价态随之增高；与此同时，氧化剂在还原过程中会获取电子，其化学价态则相应降低。这两种化学反应是相伴相生的，缺一不可。
平衡
平衡理念在各学科领域普遍运用，化学中的平衡含义是化学物质有多种存在形态，比如在几种能相互转化的化合物共存时，或者在物质有多种物相的情况下。
尽管化学成分始终如一，平衡体系里的化学物质往往并非静止不动；这些物质的分子会持续彼此反应，由此形成动态平衡状态。所以，化学平衡说明了化学成分这类指标在时间里维持恒定的情形。
定律
化学反应的守恒必须符合物理守恒定律，反应前后应符合：
化学工业在当今经济活动中扮演着关键角色，属于核心构成部分。全球前五十家化学品生产企业在2004年合计实现了5870亿美元的销售总额，其利润率为8.1%，而研发投入占比为2.1%。
学科分类
无机化学是研究无机化合物的化学。
有机化学这门学科，专门探讨碳基化合物的构造、特性以及合成方法，也称作碳化合物的化学。
分析化学旨在研究如何测定物质构成成分及其数量关系，通过这种方法可以识别化学物质的种类，也可以测量其含量，同时能够明确化学物质的具体构造。
按分析目标分，可分为定性分析与定量分析
按分析手段分，可分为化学分析与仪器分析
