الكيمياء الفيزيائية، على عكس الفيزياء الكيميائية، هي في الغالب (ولكن ليس دائمًا) علمًا عيانيًا أو علمًا فوق الجزيئي، حيث أن غالبية المبادئ التي تأسست عليها تتعلق بالجزء الأكبر بدلا من التركيب الجزيئي/الذري وحده (على سبيل المثال، التوازن الكيميائي والغرويات).
تتضمن بعض العلاقات التي تسعى الكيمياء الفيزيائية جاهدة لحلها كتأثيرات:
مصطلح «الكيمياء الفيزيائية» ابتكره ميخائيل لومونوسوف عام 1752، عندما قدم محاضرة بعنوان «دورة في الكيمياء الفيزيائية الحقيقية» (بالروسية: «Курс истинной физической химии») أمام طلاب جامعة بطرسبورغ.[2] يقدم في مقدمة هذه المحاضرات التعريف: «الكيمياء الفيزيائية هي العلم الذي يجب أن يشرح بموجب أحكام التجارب الفيزيائية سبب ما يحدث في الأجسام المعقدة من خلال العمليات الكيميائية».
كانت أول دورية علمية خاصة في مجال الكيمياء الفيزيائية هي المجلة الألمانية، Zeitschrift für Physikalische Chemie، التي أسسها فيلهلم أوستفالدوياكوبس فانت هوف عام 1887. جنبا إلى جنب مع سفانت أرينيوس،[4] كانوا من الشخصيات الرائدة في الكيمياء الفيزيائية في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. حصل الثلاثة على جائزة نوبل في الكيمياء بين عامي 1901 و1909.
يمكن أن يُعزى المزيد من التطوير في الكيمياء الفيزيائية إلى الاكتشافات في الكيمياء النووية، وخاصة في فصل النظائر (قبل وأثناء الحرب العالمية الثانية)، والاكتشافات الحديثة في الكيمياء الفلكية،[5] بالإضافة إلى تطوير خوارزميات الحساب في مجال «المواد المضافة الخصائص الفيزيائية والكيميائية» (عمليا جميع الخصائص الفيزيائية والكيميائية، مثل نقطة الغليان، والنقطة الحرجة، والتوتر السطحي، وضغط البخار، وما إلى ذلك -أكثر من 20 في المجموع- يمكن حسابها بدقة من التركيب الكيميائي وحده، حتى إذا ظل الجزيء الكيميائي غير مركب)، وهنا تكمن الأهمية العملية للكيمياء الفيزيائية المعاصرة.
