輝仔餅

當代化學大致分為四大學門，各學門又有許多延伸的子學門和應用化學領域。

四大學門主要為：
物理化學是從物理角度分析化學原理的化學學門，可謂近代化學的原理根基。物理化學家關注於分子如何形成結構、動態變化、分子光譜的根本原理，以及平衡態等基本問題，涉及熱力學、動力學、量子力學、統計力學等重要物理領域。物理化學和化學物理兩者差異不大，端看研究者所關注或偏向的層面而定。大體而言，物理化學為四大學門中最講求數值精確以及理論架構嚴謹的學門。
分析化學開發分析物質成分、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。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，皆得力於分析化學。當代分析化學着重儀器分析，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。
有機化學研究碳、氫、氧、氮、硫等元素組成的化合物的化學學門。有機化學主要研究有機化合物的合成途徑和方法、機構和物理性質。由於有機化學高度的應用性和悠久的發展歷史，通常被普羅大眾視為當代化學的代名詞。有機合成和新反應途徑的開發，對於藥物，天然物，生物和材料高分子的開發，都是極為重要的一環，對於化學工業有極大的影響。
無機化學有機化合物以外元素的化學領域，研究化合物的合成途徑和方法，機構和物理性質，最常見的分子體系為金屬錯合物。有機和無機化學領域常有交疊，甚至有密不可分的趨勢。有機金屬化學就是一門結合有機和無機領域的化學。

其他延展和應用的學門：
理論化學從物理的理論去解釋各種化學現象的學門。
計算化學由於分子體系的複雜性，分子的反應，動態，結構，經常是無法完全以量子力學做計算的。因此計算化學提供各種簡約的計算方法，來預測並輔助實驗結果的推斷。實用性上已有諾貝爾獎的肯定，如1998年獲諾貝爾化學獎的密度泛函方法。
生物化學生物化學是研究生物體內發生的化學反應和相互作用的學科，被應用於研究細胞中各組分（例如蛋白質，碳水化合物，脂類，核酸以及其他生物分子）的結構和功能。 生物化學被廣泛應用於蛋白質各項化學性質的研究，特別是應用於酶促反應的研究。
熱化學是以熱力學的觀點來研究化學，以焓、熵等狀態函數來描述和預言化學物質穩定性和化學反應發生的結果。
電化學是研究各種因為電推動而發生的化學作用或者會在運作途中産生電力的化學作用的科學學門。生活中常見的各種電池就是電化學的研究成果。
光化學研究各種化學物質，受到各種頻率光線照射之後的化學反應變化。
藥物化學研究化學物質怎樣用於藥物中，從而改變藥物的功效，做出醫療的作用。它其實是幾個化學門派，包括有機化學、生物化學、物理化學，及幾個不屬於化學的科學學門，包括藥理學、分子生物學和統計學的結合。
量子化學用量子力學及其他純理論手段解釋各種化學現象。
核子化學研究不同的次原子粒子怎樣走在一起，形成一個原子核，及研究一個原子核中的物質如何變化。
放射化學是化學的一個分支，旨在研究那些參與化學反應的物質屬於或帶有放射性同位素的化學反應的一門學科。例如，採用碘的放射性同位素 125I 標記各種蛋白質或激素，以便利用放射免疫分析技術，檢測血清標本之中相應物質的濃度。
天文化學研究外太空的化學物質，分析它們的成分、結構與地球上的物質有什麼不同。
大氣化學是一種對地球大氣層及其他星球的大氣層的研究。大氣化學都會研究環境變化途中發生過什麼化學反應，是大氣科學的一個重要分支學科。
環境化學從化學角度研究自然環境中生物的變化。
綠色化學研究怎樣從化學角度減低污染。
資訊化學用電腦去解決化學上的問題。
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。
石油化學從化學角度研究石油及天然氣的特性及煉油技術。
高分子化學研究比較大的分子，即是高分子，例如發泡膠怎樣造出來和有些什麼特性。高分子化學亦會研究怎樣令很多分子結合為一粒高分子。
超分子化學研究共價鍵以外各種化學鍵，例如氫鍵、范德華力 、疏水效應的運作。


學科分類
☆無機化學是研究無機化合物的化學。 元素化學
   ---無機合成化學主要是經由各式各樣的有機反應來建構有機分子。

☆有機化學是研究有機化合物的結構、性質、製備的學科，又稱為碳化合物的化學。
   ---有機金屬化學是有機化學和無機化學交疊的一門分支課程，研究含有金屬（包括類金屬）和碳原子鍵結的有機金屬化合物,其化學反應、合成等各種問題。
   ---有機合成化學
   ---天然有機化學

☆分析化學是開發分析物質成分、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。
   ---定性分析主要任務是確定物質（化合物）的組分
   ---定量分析需要測定物質（化合物）中各組分的相對含量的分析方法
   ---儀器分析是用儀器的物理學方法, 測量物質的物理和化學性質的參數, 並實驗其變化, 以此判斷其化學成份, 元素含量, 甚至化學結構等。

☆生物化學是研究生物體中的化學進程的一門學科，常常被簡稱為生化。

☆材料化學材料科學或材料工程是一個多學科領域，涉及物質的性質及其在各個科學和工程領域的應用。它是研究材料的製備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關係的科學。

☆核化學又稱為核子化學，研究原子核（穩定性和放射性）的反應、性質、結構、分離、鑒定等的一門學科。

☆物理化學是一門從物理學角度分析物質體系化學行為的原理、規律和方法的學科，可謂近代化學的原理根基。

☆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。
    ---量子化學是應用量子力學的規律和方法來研究化學問題的一門學科。

☆結構化學是研究原子、分子和晶體結構以及結構與性能之間關係的學科。近幾十年，這門學科獲得迅速發展，結構化學觀點不僅滲透到化學各個分支學科領域，同時在生物、材料、礦冶、地質等技術科學中也得到應用




☆其他還有諸如放射性元素 核化學 放射分析化學 同位素化學 輻射化學 核燃料、反應堆和裂變產物化學 地球化學 海洋化學 大氣化學 環境化學 宇宙化學 星際化學 藥物化學 農業化學
  石油化學 木材化學 土壤化學 煤化學 食品化學 化學地理學 天體化學 岩石化學 空間化學 膠體與界面化學 等