تعتبر الكيمياء الفيزيائية أحد فروع الكيمياء التي تدرس الظواهر الفيزيائية للمواد وتفسيرها بالنظريات الكيميائية. وتتيح دراسة الكيمياء الفيزيائية فهماً أفضل للخواص الكيميائية والفيزيائية للمواد، ويمكن من خلالها التنبؤ بسلوك المواد في ظروف مختلفة من حيث الحرارة والضغط والتركيب الجزيئي.
كما تساعد الكيمياء الفيزيائية في تطوير تقنيات الفصل والتنقية والتحليل، وتحديد خواص المواد الطبيعية والصناعية وتطوير المواد الجديدة. وتساعد أيضًا في فهم وتطوير العمليات الصناعية كالتحويل الكيميائي والترسيب والمزيج وغيرها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن دراسة الكيمياء الفيزيائية تساعد في فهم الظواهر الحيوية كالتفاعلات الحيوية والتحولات الحيوية، وبالتالي تساعد في فهم العديد من العمليات الحيوية كالأيض والنمو والتكاثر والتنفس والحركة وغيرها. وبهذا تساعد في تطوير العلاجات الطبية والمنتجات الصيدلانية والأدوية والمنتجات الحيوية والزراعية والغذائية وغيرها.