تخصصات الكيمياء الفيزيائية (Physical Chemistry) تشمل عدة مجالات من بينها:
1- الحراريات والحركية الحيوية: وهي دراسة سلوك المواد الكيميائية تحت تأثير الحرارة والطاقة، وكيفية تغيرات تركيبها وخواصها الفيزيائية في مختلف درجات الحرارة والضغوط.
2- الطيفية: وهي دراسة طيف الأطوال الموجية للضوء المنبعث أو الممتص من الجسم الذي يتم دراسته، وتستخدم في علم الكيمياء الحيوية والفيزيائية لتحديد الخصائص البنائية والحركية للجزيئات.
3- الكهريائية: وهي دراسة التفاعلات الكيميائية التي تنتج من التفاعلات الكهربائية، وتستخدم لدراسة الخصائص الكهربائية للجزيئات والمركبات الكيميائية.
4- الفيزيائية الحيوية: وهي دراسة التفاعلات بين الجزيئات والخلايا والأحياء، وكيفية تفاعلها وتغير خواصها في الظروف الحياتية المختلفة.
5- الكيمياء الحسابية: وهي دراسة الظواهر الكيميائية والفيزيائية باستخدام التقنيات الحاسوبية، وتستخدم لدراسة الخواص الفيزيائية والكيميائية للجزيئات والمركبات الكيميائية.