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La chimica (da kemà, il libro dei segreti dell'arte egizia, da cui l'arabo "al-kimiaa" "الكيمياء") è la scienza che studia la composizione della materia ed il suo comportamento in base a tale composizione, definita anche come "la scienza centrale" (in inglese "central science") perché connette le altre scienze naturali, come l'astronomia, la fisica, le scienze dei materiali, la biologia e la geologia.

Una reazione chimica è una trasformazione della materia che avviene senza variazioni misurabili di massa, in cui una o più specie chimiche (dette "reagenti") modificano la loro struttura e composizione originaria per generare altre specie chimiche (dette "prodotti"). Ciò avviene attraverso la formazione o la rottura dei cosiddetti "legami chimici intramolecolari", cioè attraverso un riassestamento delle forze di natura elettrostatica che intervengono tra i singoli atomi di cui sono costituite le entità molecolari che sono coinvolte nella reazione. Tali forze elettrostatiche sono a loro volta riconducibili all'effetto degli elettroni più esterni di ciascun atomo. Una reazione non può avere luogo, o viene rallentata fino a fermarsi o addirittura a regredire se non è soddisfatta una serie di condizioni, come ad esempio presenza dei reagenti in misura adeguata e condizioni di temperatura, pressione e luce adatte alla specifica reazione.

In chimica, si definisce soluzione una miscela omogenea in cui una o più sostanze sono contenute in una fase liquida o solida o gassosa; contiene particelle diverse mescolate e distribuite in modo uniforme nello spazio disponibile in modo che ogni volume di soluzione abbia la medesima composizione degli altri.Una soluzione si differenzia da una generica dispersione perché il soluto è disperso nel solvente a livello di singole molecole o ioni, ciascuno di essi circondato da molecole di solvente (si parla più precisamente di solvatazione). Quando, in una soluzione, un soluto è presente con atomi, ioni o molecole di dimensioni particolarmente contenute (inferiori a 1 nm), invisibili anche con l'ausilio del microscopio, si parla di soluzione vera. Altrimenti, quando le dimensioni delle particelle del soluto risultano comprese tra 1 e 1000 nm, si parla di soluzione falsa, o dispersione colloidale. Nell'ambito delle soluzioni, si usa chiamare soluto (o fase dispersa) la sostanza (o le sostanze) in quantità minore e solvente (o fase disperdente o fase continua) la sostanza in quantità maggiore. Tuttavia in alcuni casi le sostanze sono miscibili, ovvero sono solubili l'una nell'altra in qualsiasi rapporto. In questi casi può essere privo di senso considerare una sostanza come il soluto e l'altra come il solvente. Quando le sostanze sono in differenti stati di aggregazione (nelle condizioni ambientali date) si definisce solvente la sostanza che conserva il suo stato di aggregazione.

La nomenclatura chimica è regolamentata dalla IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry), un'associazione internazionale che periodicamente si riunisce per aggiornare le regole della "sintassi chimica" alla luce delle nuove conoscenze. Le regole della nomenclatura, presentate qui e tuttora valide, sono state elaborate durante il congresso IUPAC del 1959, basato sulle precedenti proposte di Alfred Stock. Antoine Lavoisier, intorno al 1787, diede per primo una sistemazione alla nomenclatura chimica rendendola simile alla moderna. I suffissi -ico -oso -ato -ito -uro, usati ancora oggi, furono introdotti dal chimico francese. Per gli elementi, Lavoisier propose dei simboli geometrici, che all'inizio dell'Ottocento usava segni circolari. I simboli degli elementi come li conosciamo oggi furono introdotti da Jöns Jacob Berzelius nel 1813. La loro semplicità ha contribuito, a poco a poco, alla definitiva affermazione di tale simbologia. I simboli degli elementi sono costituiti da una, due o tre lettere che derivano dal nome originale, spesso latino dell'elemento chimico. Per esempio, la lettera C rappresenta il carbonio (dal latino carbo), O l'ossigeno (dal greco oxis e genes), U l'uranio (dal pianeta Urano, scoperto pochi anni prima dell'elemento), Cu il rame (dal latino cuprum).

L'industria chimica è il settore industriale che si basa sulla trasformazione di materie prime (tra cui petrolio, gas naturale, aria, acqua, metalli e minerali) per l'ottenimento di prodotti aventi proprietà-chimico fisiche differenti rispetto alle materie prime di partenza (tra cui: cosmetici, farmaci, vernici, materiali sintetici, carburanti, additivi, coloranti alimentari, ecc.).

Una formula chimica una rappresentazione sintetica che descrive quali e quanti atomi vanno a comporre una molecola (o una unit minima) di una sostanza (formula bruta), nonch la loro disposizione nello spazio (formula di struttura).

La chimica fisica è la branca della chimica che studia le leggi fisiche che sottostanno ai processi chimici, ovvero studia il dettaglio dei processi chimici considerando molecole e atomi come sistemi fisici. Classiche aree di lavoro della chimica fisica sono la termodinamica, la cinetica chimica, la meccanica quantistica e la spettroscopia.