化学是一门研究物质的性质、组成、结构、变化，以及物质间相互作用关系的科学。“化学”一词，若单从字面解释就是“变化的科学”之意。化学如同物理皆为自然科学之基础科学。很多人称化学为“中心科学”(Central science)，因为化学为部分科学的核心，例如材料科学、纳米科技、生物化学。
化学研究的对象涉及物质之间的相互关系，或物质和能量之间的关联。传统的化学常常都是关于两种物质接触、变化，即“化学反应”，又或者是一种物质变成另一种物质的过程。这些变化有时会需要使用电磁波，当中电磁波负责激发化学作用。不过有时化学都不一定要关于物质之间的反应。光谱学研究物质与光之间的关系，而这些关系并不涉及化学反应。
一、化学专业分支
当代化学大致分为四大类，又有许多延伸的与化学交叉的领域。四大类主要为：物理化学、分析化学、有机化学和无机化学。
1.物理化学是从物理角度分析化学原理，可谓近代化学的原理根基。物理化学家关注于分子如何形成结构、动态变化、分子光谱的根本原理，以及平衡态等基本问题，涉及热力学、动力学、量子力学、统计力学等重要物理领域。物理化学和化学物理两者差异不大，大体而言，物理化学为四大类中最讲求数值精确以及理论架构严谨的学门。
当代物理化学包涵数个延伸学科：
量子化学
化学动力学
雷射化学
核磁共振
纳米技术
理论化学
计算化学
2.分析化学，开发分析物质成分、结构的方法，使化学成分得以定性和定量，化学结构得以确定。分析化学是化学家最基础的训练之一。化学家在实验技术和基础知识上的训练，皆得力于分析化学。当代分析化学着重仪器分析，常用的分析仪器有几大类，包括原子与分子光谱仪，电化学分析仪器，核磁共振，X光，以及质谱仪。
当代分析化学将研究分为两个范畴，一是分析的对象，一是分析的方法。
分析的对象：
生物分析化学
材料分析
化学分析
环境分析
法医学分析
分析的方法：
光谱学
质谱学
分光度和比色法
层析和电泳法
结晶学
显微术
电化学分析
3.有机化学，研究碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的化合物的化学学科。有机化学主要研究有机化合物的合成途径和方法、机构和物理性质。由于有机化学高度的应用性和悠久的发展历史，通常被普罗大众视为当代化学的代名词。有机合成和新反应途径的开发，对于药物，天然物，生物和材料高分子的开发，都是极为重要的一环，对于化学工业有极大的影响。
分支学科：
天然有机化学
有机合成
元素有机化学
物理有机化学
有机分析
立体化学
4.无机化学，有机化合物以外元素的化学领域，研究化合物的合成途径和方法，机构和物理性质，最常见的分子体系为金属错合物。有机和无机化学领域常有交叠，甚至有密不可分的趋势。有机金属化学就是一门结合有机和无机领域的化学。
分支学科：
元素化学
无机合成化学
配位化学(配位聚合物化学)
无机固态化学
有机金属化学
生物无机化学
二、化学专业的相关学校推荐，及其专业特色、录取要求
1. Massachusetts Institute of Technology
麻省理工学院
Organic Chemistry
Biological Chemistry
Inorganic Chemistry
Environmental Chemistry
Materials Chemistry
Physical Chemistry
Nanoscience
专业特色以及录取基本要求：
该校在招收新生时非常注重申请者的本科化学成绩，对于申请者的本科数学和物理成绩也较为重视。考虑到化学系目前的专业方向，学校建议数学和物理基础较好的申请者可以选择物理化学( P h y s i c a lChemistry)或化学物理(Chemical Physics)研究方向，而数学和物理基础相对薄弱的申请者选择有机化学(Organic Chemistry)方向。
2. University of California-Berkeley
加州大学伯克利分校
Analytical
Bio-inorganic
Bio-organic
Biophysical
Chemical Biology
Environmental
Inorganic Organometallic
Materials Solid State Synthesis
Molecular Structure Dynamics
Nuclear
Organic
Physical
Physical Chemistry of Materials
Polymer
Theoretical
Surface and Interfacial Chemistry
专业特色以及录取基本要求：
国际申请者必须向校方提交GRE和TOEFL成绩，同时还必须提交GRE 化学专项考试成绩，但也接受GRE生物和物理专项考试作为化学专项的替代成绩。在录取过程中，起决定作用的是申请者在本科阶段所从事的化学研究。学校重点考查的因素有：申请者所从事研究的深度和感兴趣的方向、未来的研究潜力以及潜在的科学创造力。
3. California Insitute of Technology
加州理工大学
Bioorganic/Bioinorgainc Chemistry
Catalysis Synthetic Metholodology
Chemical Physics/Physical Chemistry
Materials/Polymers
Theoretical/Computational Chemistry
专业特色以及录取基本要求：
该校化学系规模不大，每年从700多名申请者中招收10名左右的新生。申请该校需要提交的材料有：完整的申请表格、个人陈述、GRE和IBT(TOEFL)考试成绩(国际学生)、以前任何就读学校的官方成绩单、至少3 封推荐信。学校要求每位申请者都提交GRE 的化学专项考试成绩。申请加州理工学院的截止日期为1月1日左右，申请费约80 美元。
4. Harvard University
Atmospheric
Bioorganic
Biophysics
Chemical Biology
Energy Related
Inorganic
Materials
Organic
Organometallics
Physical/Chemical Physics
Theoretical
专业特色以及录取基本要求：
该校化学系提供化学和化学物理两个方向的博士学位，但并不提供化学硕士学位。在录取的新生中，绝大多数都接受过生物化学、有机和无机化学、物理化学方面的实验室专门训练。为此，化学系非常看重申请者GRE 的化学专项考试成绩。化学系要求申请者必须参加GRE的General和化学专项考试。
5. University of Illinois at Urbana-Champaign
伊利诺伊大学厄本那—香槟分校
Analytical Chemistry
Chemical Biology
Chemical Physics
General Chemistry
Inorganic Chemistry
Materials Chemistry
Organic Chemistry
Physical Chemistry
Theoretical Chemistry
专业特色以及录取基本要求：
UIUC 的化学专业从没出过前十。在不对称合成方面，Denmark是美国的大牛。 Prof.Moore的foldamers和Prof.Zimmerman的 dendrimers也有不错的成绩。相比与其他的学校，UI的reputation不如那些Ivy League,但教师的队伍比较年轻，方向也比较新。录取要求较高，IBT105/IELTES8.该校化学系提供的主要研究方向有：分析化学、化学生物、化学物理、有机和无机化学，以及物理化学。学校在化学领域仅提供化学教学的硕士学位，其余专业方向均只提供博士学位。值得一提的是，化学系要求国际申请者的新TOEFL 成绩中口语部分不得低于24分 (满分30分)。
6. Columbia University,The School of General Studies
哥伦比亚大学
Biological Chemistry
Education
Inorganic Chemistry
Materials Chemistry
Organic Chemistry
Physical Chemistry
Theoretical Chemistry
7. University of Wisconsin-Madison
威斯康星大学麦迪逊分校
Chemical Biology
Inorganic
Chemical Education
Biopyhsics
Analytical
Materials
Organic
Physical
Environment and Energh
Theoretical
专业特色以及录取基本要求：
该校的化学系囊括了分析化学、有机化学、无机化学、材料化学和物理化学等五大专业方向，每个研究方向均提供硕士和博士学位。全系共有近60 名全职教授，科研实力相当雄厚。化学系要求申请者拥有化学专业学士学位，或者本科专业与化学相关。学校对申请者本科GPA的最低要求为3.0，但被化学系录取的新生 GPA一般都在3.5以上。此外，学校对国际学生的TOEFL成绩提出了较高要求，新TOEFL成绩在92 分以下者即使被录取，仍必须接受学校自行组织的英语水平测试。化学系要求所有国际申请者都必须提交GRE General和化学专项考试成绩。
8. Cornell Univerisyt
康奈尔大学
Analytical Chemistry
Bioorganic Chemistry
Biophysical Chemistry
Chemical Biology
Inorganic Chemistry
Materials Chemistry
Organic Chemistry
Physical Chemistry
Polymer Chemistry
Theoretical Chemistry
专业特色以及录取基本要求：
该校化学系的研究内容非常广泛，涵盖了理论化学、分析化学、生物有机化学、生物物理化学、化学生物、无机化学、有机化学、材料化学、物理化学和高分子化学等十大领域。化学系只接受秋季入学攻读博士学位的申请者。
9. Northwestern University
西北大学
Inorganic
Organic
Physical/Analytical
Environmental
Materials
专业特色以及录取基本要求：
该校化学系每年录取新生的平均本科GPA 在3.3 以上，往年GRE 平均成绩一般接近新G320。化学系非常注重申请者的实验能力和独立思考能力，并鼓励申请者提交已出版的论文或著作以证明自己的研究能力。学校将对每位被录取的新生提供包括学费和生活费在内的全额奖学金。化学系所要求的新TOEFL最低成绩为100 分(满分为120)，IELTS成绩最低为7 分。
