شیمی اغلب به عنوان علم مطالعه مواد و واکنشهایی که مواد در آنها درگیر می­باشند تعریف می شود. در حقیقت، فیزیکدان­ها، زمین­شناس­ها و زیست­شناس­ها نیز ماده را مورد مطالعه قرار می دهند اما این تنها شیمیدانها هستند که واکنشهایی را که مواد درگیرآن هستند مورد مطالعه قرار می دهند. بعنوان مثال، تنها یک شیمیدان در پی ساخت ترکیبات شیمیایی در تلاش است تا واکنشهایی را که منجر به تولید این ترکیبات می شود درک کند. در واقع، بخش بسیار بزرگی از شیمیدانها توسط صنایع شیمیایی و دارویی به منظور تهیه و ساخت پلاستیکها، پوشش­ها، سرامیک­ها، داروها، پرکن­ها، آلیاژها و خیلی چیزهای جدید دیگر به خدمت گرفته می شوند. این دسته از شیمیدانهای سنتزکار ابتدا می بایست تعیین کنند که چه واکنشی می تواند برای ساخت ترکیب هدفشان استفاده شود و سپس مشخص کنند تحت چه شرایط بهینه شده ای تولید ترکیب مورد نظر کمترین هزینه را با بازده مناسب خواهد داشت. پس از اینکه بهترین شرایط واکنش تعیین شد، یک شیمیدان باید مشخص کند چگونه میتوان ترکیب را خالص سازی کرد و در نهایت شیمیدان باید ترکیب را شناسایی کند. این مرحله نهایی شناسایی نه تنها شامل تعیین درصد دقیق عناصر سازنده ترکیب می­شود بلکه شامل تعیین ساختار سه بعدی ترکیب نیز می شود.  

شاخه های علم شیمی