Kimya bilimi doğada mevcut olan bütün maddeleri inceleyen bir bilim dalıdır, tüm madde-enerji ilişikleri baz alındığında Kimya, en genel tanımda "küçük cisimlerin hareketini inceleyen bir mekaniktir". Kimya'da büyük (yığınla) maddenin makroskopik incelenmesi yalnızca Termodinamik ve Akışkanlar Mekaniği alt dallarında söz konusudur; geriye kalan tüm Kimya bir çeşit mikrofiziktir. Fizik ile Kimya arasında asla bir sınır yoktur, özünde iki bilim dalı aynı şeydir; Fizik Kimya'ya ek olarak büyük cisimlerin hareketleriyle de ilgilenir, örneğin Dünya-Güneş-Ay üçlüsünün birbirine göre yaptığı bağıl hareketin mekaniği Kimya biliminin dışındadır ve bu da Fizik biliminden mevcut tek farkıdır.

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, (İnorganik kimya) Anorganik 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
Fizikokimya: Kimyasal Kinetik, Termodinamik, Akışkanlar Mekaniği, Yüzey Kimyası, Fotokimya, Polimer Kimyası, Makromolekül Kimyası, Elektrokimya, Magnetokimya
Biyokimya
Analitik kimya: Spektrokimya, Asit-baz-tuz Kimyası, Kromatografi, Gravimetri, Voltametri, Potansiyometri
Organik kimya: Stereokimya'yı içerir.
Anorganik kimya: Koordinasyon Kimyası, Organometalik Kimya, Biyoanorganik Kimya, Periyodik çizelgedeki tüm elementlerin Kimyası.

Kimyanın Alt Dalları
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 (Kimya'nın babası L. 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, İstatistik 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.