Kimya bilimi doğada mevcut olan bütün maddeleri inceleyen bir bilim dalıdır, tüm madde-enerji ilişikleri baz alındığında Kimya, en genel tanımda bir mekanik, daha da ötesinde bir kinematiktir.

Kimya bu bağlamda büyük ölçüde kuantum mekaniğinden, yani mikromekanikten güç alır. Kimya’da büyük (yığınla) maddenin makroskopik incelenmesi yalnızca Termodinamik ve Akışkanlar Mekaniği dallarında söz konusudur; geriye kalan kimya tamamen mikro boyutlara sahiptir. Mikro-makro özellikler arası geçiş ise yine bir başka kimya dalı olan “İstatistik Mekanik” yoluyla sağlanır.

Yaklaşık 3,5 milyon organik, 2 milyon kadar da anorganik bileşik olduğu düşünülürse, Kimya bilimi yaklaşık 6 milyon bileşiğin incelenmesini kapsar, bu konudaki bilgi ve etkinlikleri sistemli hale getirmek, bir sistematik geliştirmek amacıyla birbiriyle ilgili bileşikleri, sistemleri, yöntemleri ve amaçlarını gruplayan birçok alt dala ayrılır: Analitik kimya, Biyokimya, Anorganik kimya (İnorganik kimya), Organik kimya, Fizikokimya, Kuantum mekaniği, İstatistik mekanik, Kuantum kimyası, Nükleer kimya, Katı hal kimyası, Sıvı hal kimyası, Plazma kimyası, Parçacık kimyası (Yüksek enerji kimyası) başlıca Kimya dallardır. Kimya denilince ilk önce aklımıza bütün maddeleri inceleyen bilim dalı gelmelidir. Özellikle maddelerin yapı taşlarını inceler.

Kimya Mühendisliği (isminden yola çıkılarak) Kimya sektörü olarak değerlendirilmemelidir. Kimya’nın bir sektörü yoktur, olamaz; Kimya Mühendisliği kimyasal maddelerin sanayide üretimi, kontrolü ve üretim şemalarının dizaynı ile ilgilenir, Kimya mühendisinin kimyager ile yaptıkları iş bazında hiçbir ilgisi yoktur. Kimya mühendisliği daha ziyade bir tür sanayi mühendisliği olarak değerlendirilmelidir.

Kimyanın ana bilim dalları Kuantum mekaniği
İstatistiksel mekanik
İnorganik kimya

Fiziksel kimya: Kimyasal kinetik, Termodinamik, Akışkanlar mekaniği, Yüzey kimyası, Fotokimya, Polimer kimyası, Makromolekül kimyası, Elektrokimya, Magnetizma
Biyokimya

Analitik kimya: Spektrokimya, Asit-baz-tuz kimyası, Kromatografi, Gravimetri, Voltametri, Potansiyometri Organik kimya: Stereokimya’yı içerir.

Çekirdek kimyası (nükleer kimya): Çekirdeğin Kuantum mekaniğidir. Radyokimya da bu dalın bir parçasıdır
Katı hal kimyası
Sıvı hal kimyası
Plazma kimyası

Parçacık kimyası: Atomaltı parçacıkların Kuantum mekaniği (Kuantum kimyası’nın babası Linus Pauling de bu ismi kullanmıştır)

Kuantum kimyası: Atom ve moleküllerin Kuantum mekaniği
Bu listeye ek olarak Kimya dallarını “saf (temel)” ve bunlardan türeyen “uygulamalı” Kimya dalları olarak da sınıflandırabiliriz:

Saf kimya: Kuantum mekaniği, Termodinamik, İstatistiksel mekanik, Akışkanlar mekaniği, Kimyasal kinetik
Uygulamalı kimya: Kuantum kimyası, Nükleer kimya, Parçacık kimyası, Katı-Sıvı-Plazma Kimya’ları

Not: Anorganik kimya, Organik kimya ve Biyokimya da bir uygulamalı Kimya dalı olan Kuantum kimyası’nın sırasıyla anorganik, organik ve biyomoleküllere olan uygulamalarıdır; bunlar da uygulamalı kimya dallarıdır.