化學是大家都很熟悉的一個學科名詞，實際上充斥在我們日常生活當中，也是自然科學中最重要的學科之一。我們穿的衣服，手上拿著的智慧型手機，眼睛戴著的隱形眼鏡，腳上穿著的球鞋，無一不與化學有關。化學同時也是食品科學、醫藥、材料與能源、生命科學及生物科技等現代科技的基礎。
化學這個詞的英語為Chemistry，是從alchemy(煉金術)演變而來，意為"形態變化的學問(the art of transformation)，所以化學說的是涉及化學物質互相作用的科學。事實上，在化學家的眼中，一切物質都是由原子或比原子更細小的物質組成，如電子、中子和質子，而化學反應都是在這些尺寸上，通過某種方式結合起來，構成更複雜的結構，例如分子、離子或者晶體。
從學術的角度來看，化學是一門在原子層次上研究物質的組成、性質、結構、以及變化的基礎自然學科。與物理和數學一樣，皆為自然科學之基礎科學，其知識可延伸至其他如藥學、材料科學、奈米技術、生物化學等領域。發展至今，化學已衍生出許多不同的學門，通常我們所謂的"化學家"，只會專精於其中一兩門。
目前，一般分類化學領域大致可分為四大學門，分別是無機化學(Inorganic Chemistry)、有機化學(Organic Chemistry)、分析化學(Analytical Chemistry)，及物理化學(Physical Chemistry)。
無機化學是研究無機物的組成、性質的化學。所謂無機物，指的是不含碳元素的化合物，簡單形式如水、食鹽、硫酸、一氧化碳、二氧化碳等，稍微複雜型態如碳氧化物、碳硫化物、氰化物、硫氰酸鹽、碳酸及碳酸鹽、碳硼烷等。
相對而言，有機化學是研究有機化合物的組成、結構、性質、製備方法與應用的科學，而有機物一般為碳氫化合物及其衍生物，譬如脂肪、氨基酸、蛋白質、糖、血紅素、酶、激素等是屬於有機化合物。有機化學是許多重要學科的基礎，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。
早期，無機化學與有機化學分別獨立發展，後來，有機金屬化學領域的展開，被認為是超越了涇渭分明的有機化學和無機化學鴻溝。有機金屬化學研究含有金屬和碳原子鍵結的有機金屬化合物，其化學反應、合成，包含了許多催化反應以及跟金屬配位元化學反應。有機金屬催化劑也對化學工業界行之有年的一些老舊工藝產生革命性的衝擊，大家紛紛改用新的催化劑來汰換舊的製程以提高產能。
分析化學則是利用儀器來解析物質的化學組成(元素、離子、或化合物)、結構(化學結構、晶體結構、空間分佈)和形態(價態、配位態、結晶態)，及其與物質性質之間的關係等。
物理化學應用物理原理與角度，分析物質體系中化學行為的狀態、規律和方法的學科，算是與物理專業交叉的領域。譬如以熱力學為理論基礎，研究高分散狀態的平衡物理化學性質，以及用量子力學理論來解釋原子和分子的結構、物質的表面結構等。
其他衍生或新興的化學領域還包括了理論化學、計算化學、生物化學、大氣化學、核子化學、綠色化學、地球化學、高分子化學等等。雖然次領域眾多，但都還是以化學思維出發，進入不同的應用或領域，譬如綠色化學研究怎樣從化學角度減低污染，如何在生產過程中充分利用原料及能源，減少有害物質的釋放。
生物化學(Biochemistry)，研究生物的化學組成、結構及生命過程中各種化學變化，譬如細胞內各組分，如蛋白質、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結構和功能，也研究細胞代謝、遺傳密碼(DNA和RNA)、蛋白質生物合成，以及細胞信號轉導。該學科屬於和生物學互相交叉的學科。
理論化學類似理論物理學，理論化學家用紙跟筆來解釋或預測化學的各種現象。近期理論化學主要運用量子力學來解決化學問題，有時也稱作數學化學。由於化學分子的複雜，越來越多化學家利用數學近似解以及電腦程式來計算分子的性質，也就是所謂的計算化學，這也是理論化學的一個分支。
大氣化學是對地球大氣層及其他星球的大氣層做研究，譬如在工業化環境中發生的化學反應。相對而言，地球化學研究地殼中各種物質的化學特性，解釋它們的構造。核子化學研究不同的次原子粒子如結合，形成一個原子核，及研究一個原子核中的物質如何變化。
化學專業的核心課程除了上述的無機化學、有機化學、分析化學，及物理化學必修外，常常還包括了熱力學、光譜和晶體學、生物化學，及儀器分析，以幫助同學更好地奠定化學專業基礎知識與實驗技能。
