Fizikokimya, kimyanın fiziğin uygulamasını kimyasal sistemlerle ilişkilendiren ilgili bir dalıdır. Maddenin moleküler ve atomik düzeydeki davranışları ve kimyasal reaksiyonların oluşumunun nasıl olduğunu inceler. Bu alandaki kimyasal çalışmalar termodinamik ilkeler; Kuantum Mekaniği, Kuantum Kimyası, istatistiksel mekanik ve kinetik uygulamaları içermektedir.
Fiziksel kimyagerler, atom ve moleküllerin fiziksel özelliklerini anlamaya odaklanırlar. Malzemelerin analiz edilmesi, özelliklerinin test ve karakterize edilmesi için metotların geliştirilmesi ve sahip olduğu bu özellikler hakkında teoriler ortaya konulması gibi görevleri vardır.