La chimica fisica usa la fisica per studiare i sistemi chimici. Li studia a livello macroscopico, atomico, subatomico e particellare. Esamina concetti come movimento, energia, forza, tempo, termodinamica, chimica quantistica, meccanica statistica e dinamica.
La chimica fisica non è la stessa cosa della fisica chimica. La chimica fisica è per lo più una scienza macroscopica o sovra-molecolare. La maggior parte dei concetti di chimica fisica si riferiscono alle proprietà di massa piuttosto che alla sola struttura molecolare/atomica. Questi includono l'equilibrio chimico e i colloidi.
Alcune delle relazioni che la chimica fisica cerca di risolvere includono gli effetti di:

