تحليلات الكيمياء الفوق جزيئية تشمل مجموعة متنوعة من الفحوصات والتحليلات لدراسة البنى المجهرية والتركيب الكيميائي للمواد المختلفة. يمكن إجراء التحليلات الطبيعية التالية في الكيمياء الفوق جزيئية:
1- التحليل الطيفي: وهو عملية تحليل تستخدم لتوضيح السلوك الكيميائي للجزيئات. يشمل ذلك تحليل الطيف الأشعة فوق البنفسجية (UV)، والطيف التدريجي للأشعة السينية (XRD) وطيف الأشعة المضيئة (FLS).
2- التحليل الحراري: ويستخدم لتحديد درجة الحرارة اللازمة لتحويل المواد الكيميائية إلى صورة جديدة ولتحليل المركبات العضوية والبوليمرات والمواد الكربونية الأخرى.
3- التحليل الكهروكيميائي: وهو يستخدم لدراسة الجزيئات والعناصر الكيميائية من خلال قياس التيار الكهربائي، والفولتية، والتركيبات الحرارية والكيميائية.
4- التحليل الطيفي للرامان: وهو يطلق على تقنية تطورت بشكل كبير في السنوات الأخيرة، والتي تستخدم الأشعة الليزرية لتوليد صورة طيفية مركبة للمواد التي تحليلها يريد المستخدم.
5- التحليل الكيميائي للبلورات: ويستند على تقنية البلورة الحاسوبية التي تسمح بتحليل التراكيب الكيميائية باستخدام الأشعة السينية.