無機化學是研究無機化合物的化學，是化學領域的一個重要分支。通常無機化合物與有機化合物相對，指不含C-H鍵的化合物，因此一氧化碳、二氧化碳、二硫化碳、氰化物、硫氰酸鹽、碳酸及碳酸鹽等都屬于無機化學研究的范疇。但這二者界限并不嚴格，之間有較大的重疊，有機金屬化學即是一例。

有機化學是研究有機化合物及有機物質的結構、性質、反應的學科，是化學中極重要的一個分支。有機化學研究的對象是以不同形式包含碳原子的物質，又稱為碳化合物的化學。 有關有機化合物或有機物質結構的研究包括用光譜、核磁共振、紅外光譜、紫外光譜、質譜或其他物理或化學方式來確認其組成的元素、組成方式、實驗式及化學式。有關性質的研究包括其物理性質及化學性質，也需評估其化學反應性，目的是要了解有機物質在其純物質形式（若是可能的話），以及在溶液中或是混合物中的性質。有機反應的研究包括有機物質的制備（可能是有機合成或是其他方式），以及其化學反應，可能是在實驗室中的，或是In silico（經由電腦模擬的）。 有機化學研究的范圍包括碳氫化合物，也就是只由碳和氫組成的化合物，化合物中也有可能還會參與其他的元素，包括氫、 氮、氧和鹵素，還有諸如磷、硅、硫等元素。 。有機化學和許多相關領域有重疊，包括藥物化學、生物化學、有機金屬化學、高分子化學以及材料科學等。 有機化合物之所以引起研究者濃厚的興趣，是因為碳原子可以形成穩(wěn)定的長碳鏈或碳環(huán)以及許許多多種的官能基，這種性質造就有機化合物的多樣性。有機化合物是所有碳基生物的基礎。有機化合物的應用范圍很廣，包括醫(yī)學、塑膠、藥物、石化產物、食物、炸藥及涂料等。

分析化學是開發(fā)分析物質成分、結構的方法，使化學成分得以定性和定量，化學結構得以確定。定性分析可以找到樣品中有何化學成分；定量分析可以確定這些成分的含量。在分析樣品時一般先要想法分離不同的成分。分析化學是化學家最基礎的訓練之一，化學家在實驗技術和基礎知識上的訓練，皆得力于分析化學。 分析的方式大概可分為兩大類，經典方法和儀器分析方法。儀器分析方法使用儀器去測量分析物的物理屬性，比如光吸收、熒光、電導等。儀器分析法常使用如電泳、色譜法、場流分級等方法來分離樣品。當代分析化學著重儀器分析，常用的分析儀器有幾大類，包括原子與分子光譜儀，電化學分析儀器，核磁共振，X光，以及質譜儀。儀器分析之外的分析化學方法，現(xiàn)在統(tǒng)稱為古典分析化學。古典方法（也常被稱為濕化學方法）常根據顏色，氣味，或熔點等來分離樣品（比如萃取、沉淀、蒸餾等方法）。這類方法常通過測量重量或體積來做定量分析。

物理化學（英語：Physical Chemistry），是一門從物理學角度分析物質體系化學行為的原理、規(guī)律和方法的學科，可謂近代化學的原理根基。物理化學家關注于分子如何形成結構、動態(tài)變化、分子光譜原理、平衡態(tài)等根本問題，涉及的物理學有靜力學、動力學、量子力學、統(tǒng)計力學等。大體而言，物理化學為化學諸分支中，最講求數(shù)值精確和理論解釋的學科。 化學物理學和物理化學都是物理學和化學的交叉學科，但二者是有細微區(qū)別的?；瘜W物理學主要是研究化學過程的特征現(xiàn)象和物理理論，而物理化學主要研究化學的物理本質，主要借助原子與分子物理學和凝聚態(tài)物理學中的理論方法和實驗技術，研究物理化學現(xiàn)象的學科。

化學物理學是化學和物理學的交叉學科，借助原子與分子物理學和凝聚態(tài)物理學中的理論方法和實驗技術，研究物理化學現(xiàn)象的學科，是從物理學觀點研究化學過程的物理學分支學科?；瘜W物理學和物理化學都是化學和物理學的交叉學科，但二者是有細微區(qū)別的?；瘜W物理學主要是研究化學過程的特征現(xiàn)象和物理理論，而物理化學主要研究化學的物理本質。

高分子化學，（英語：Polymer chemistry）又稱“聚合物化學”，是研究高分子的結構、合成和反應的科學，是化學的一個分支。 通常高分子根據生成它單體的名稱，如乙烯聚合生成的高分子稱為聚乙烯，丙烯聚合生成的高分子稱為聚丙烯。聚合反應過程可分為均相、多相聚合，多相聚合分為乳液、分散、沉淀聚合。

核化學（英語：Nuclear chemistry，又稱為核子化學）是研究原子核（穩(wěn)定性和放射性）的反應、性質、結構、分離、鑒定等的一門學科。例如，研究不同的次原子粒子怎樣共同形成一個原子核以及研究原子核之中的物質究竟是如何變化的。

應用化學是一門培養(yǎng)具備化學方面的基礎知識、基本理論、基本技能以及相關的工程技術知識和較強的實驗技能，具有化學基礎研究和應用基礎研究方面的科學思維和科學實驗訓練，能在科研機構、高等學校及企事業(yè)單位等從事科學研究、教學工作及管理工作的高級專門人才的學科。

化學生物學（英語：Chemical Biology）是哈佛大學的斯圖亞特·L·施萊伯等人所提倡，利用分子生物學的手法，搭配有機化學的方式，探討細胞內核酸或是蛋白質等生物體內分子的功能或是反應。Schreiber等人指出：“化學生物學是對分子生物學的有力補充，化學生物學是采用化學的手段，如運用小分子或人工設計合成的分子作為配體來直接改變生物分子的功能。 在傳統(tǒng)的生物學或是遺傳學中，通常是利用基因本身的手法，將基因表現(xiàn)后，探討生物體分子內的交互作用，以及調控機制等解析。而化學生物學則是利用有機化學的方式，進行分子的合成，進而探討這些分子對于生物內反應本身的作用等。

材料科學，又名為材料工程，涉及物質的性質及其在各個科學和工程學領域的整合應用，是一個研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關系的跨領域學科。涉及的理論包括固體物理學，材料化學，應用物理和化學，以及化學工程，機械工程，土木工程和電機工程。與電子工程結合，則衍生出電子材料，與機械結合則衍生出結構材料，與生物學結合則衍生出生物材料等等。隨著近年來媒體將注意力大量集中在納米科學上，材料科學在科學與工程學領域越來越廣為人知。它也是鑒識科學和破壞分析中的一個重要組成部分，以后者為例，它是分析各種飛航意外的關鍵。今日許多科技上的問題受限于材料能夠容許的極限，也因此，在此領域的突破在未來科技具有指標性的影響。

環(huán)境化學是研究化學物質在環(huán)境中遷移、轉化、降解規(guī)律，研究化學物質在環(huán)境中的作用的學科。它不應與綠色化學，即探求如何減少潛在的污染源頭的學科搞混亂。它可以定義為研究源頭、反應、物質運動、作用效果、以及化學元素在空氣、土壤和水利環(huán)境的生存和人類活動對其的影響。 環(huán)境化學是在各個學科之間的科學，包括大氣、水生以及土壤化學，也減輕在分析化學和使環(huán)境與其他有關科學的部分發(fā)生關系起到很大作用。 環(huán)境化學重要的研究成果是發(fā)現(xiàn)滴滴涕在環(huán)境中很難降解，并會在通過食物鏈在動物體內蓄積，導致在全世界禁止生產、使用滴滴涕；另外發(fā)現(xiàn)氟里昂在環(huán)境中不降解，會消耗、破壞臭氧層，導致對氟里昂使用、生產的限制和無氟冰箱的出現(xiàn)，

理論化學 運用非實驗的推算來解釋或預測化合物的各種現(xiàn)象。近年來，理論化學主要包括量子化學，即應用量子力學來解決化學問題。理論化學可以泛泛地分為電子結構、動力學和統(tǒng)計力學幾個方面。在解決預測化合物的反應活性的問題時，這幾個方面都可能不同程度地涉及到。理論化學其他“五花八門的” 研究領域包括對處于各物態(tài)的大塊物質化學的數(shù)學表征（例如，化學動力學的研究）和研究更晚近的數(shù)學進展在基礎研究的適用性（例如拓撲學原理在研究電子結構方面的可能應用）。理論化學的這一方面有時被稱為數(shù)學化學。

化學工程，簡稱化工，是研究以化學工業(yè)為代表以及其他過程工業(yè)（例如石油煉制、冶金、食品及印染工業(yè)等）生產過程中有關化學過程與物理過程的一般原理和規(guī)律，并且應用這些規(guī)律來解決過程及裝置的開發(fā)、設計、操作及改善問題的工程技術學科。它主要研究大規(guī)模改變物料中的化學組成及其機械和物理性質。簡單地定義化學工程的本質，它是以數(shù)學及少量的物理觀念為基礎應用于化學工業(yè)上，來替生產各式化學品或是物料的工廠提供一個最節(jié)省成本的反應流程設計方式。實驗研究、理論分析和科學計算已經成為當代化工研究中不可或缺的三種主要手段。

有機合成是通過有機反應構建有機化合物。有機化合物的合成已發(fā)展成為有機化學最重要的分支學科。前十章涉及到碳-碳鍵和碳-雜原子鍵的形成原理、通過金屬有機化合物和碳負離子及相關親核試劑生成碳-碳鍵的反應、關環(huán)/開環(huán)反應、還原反應、氧化反應、保護基團等。其余四章側重于硼試劑、磷試劑、硅試劑和硒試劑在有機合成中的應用，最后兩章將討論不對稱合成和有機分子的合成實例。

本課程包括聚合反應原理、聚合物分子量及結構控制原理、高分子化學反應原理及聚合物的合成方法。重點介紹逐步聚合、自由基鏈式聚合、乳液聚合、離子鏈式聚合、鏈式共聚合、配位聚合反應、開環(huán)聚合以及聚合物的化學反應。

本課程的講授內容包括化學生物學的基本原理和分子基礎、小分子與生物大分子的相互作用、小分子對細胞功能的調控、化學生物學的重要研究方法和技術、化學生物學的應用和延展。

結構化學是化學院本科生的一門主干基礎課。它以電子構型和幾何構型為兩條主線，系統(tǒng)講授三種理論和三類結構：量子力學理論和原子結構﹑化學鍵理論和分子結構﹑點陣理論和晶體結構。為本科生打下三方面基礎：量子化學基礎﹑對稱性基礎和結晶化學基礎。這些基礎對于學生建立微觀結構概念和原理、掌握現(xiàn)代表征方法具有不可替代的作用。

本課程介紹元素的物理和化學性質、成鍵特點與化學反應性，以及各類化合物的結構、性質和相關應用。

本課程主要介紹化工過程的基礎理論和規(guī)律，以及化工設備的基礎知識，內容包括流體動力過程、傳熱過程、吸收、精餾和反應動力學。

上半部分講授內容包括氣體分子理論、化學熱力學和統(tǒng)計熱力學的基本概念、理論和方法。重點介紹化學反應的能量效應，反應的方向和限度、反應的統(tǒng)計熱力學本質等相關問題以及化學熱力學在相平衡和化學平衡中的應用。下半部分介紹化學動力學、輸運過程和電化學、表面與膠體等相關基礎知識和理論。

定量分析法是以化學反應為基礎的分析方法。本課程內容包括滴定分析法（包括酸堿滴定、配位滴定和氧化還原滴定）和重量分析法的基本原理以相關數(shù)據處理方法。

本課程是一門關于現(xiàn)代儀器分析方法原理和儀器結構的課程，包括原子吸收光譜分析法、原子發(fā)射光譜分析法、分子紫外可見吸收光譜分析法、分子發(fā)光分析法、氣相色譜分析法、液相色譜分析法、毛細管電泳分析法、電化學分析法等現(xiàn)代儀器分析方法的原理、儀器特點和重要應用。

有機化學是一門關于學習含碳化合物的結構、性質、反應、合成等綜合性基本知識的課程，包括有機化合物命名、結構特征、立體化學、波譜解析、各類不同官能團化合物的反應及合成制備、天然有機化合物結構及性質等，此外還包括各類基本反應機理、影響各類化合物性質及反應性的電子效應和空間效應等基本原理及其應用。