Ilmu kimia mempelajari struktur, sifat, dan perubahan materi serta energi yang terkait. Materi dapat berupa unsur, senyawa, atau campuran. Perubahan materi dapat terjadi secara alami maupun eksperimen, dan dapat berupa perubahan fisika atau kimia. Ilmu kimia juga mempelajari berbagai jenis energi dan perpindahannya dalam perubahan materi.