כימיה הוא ענף במדע העוסק במבנה, תכונות והרכב החומר, כמו גם תגובותיו עם חומרים אחרים.
במהלך ההיסטוריה גילו הכימאים כי כל חומר בנוי ממולקולות, וכי המולקולות מורכבות ממספר אטומים, הקשורים ביניהם בקשר כימי. חומרים הבנויים מאטומים זהים, נקראים יסודות כימיים. הקשרים בין היסודות השונים יוצרים את שלל החומרים המצויים בידינו. תחומים שונים בכימיה חוקרים חומרים בעלי תכונות זהות כמו כימיה אי-אורגנית, החוקרת תרכובות אנאורגניות וכימיה אורגנית, החוקרת חומרים אורגניים. בכימיה אנליטית הכימאים מנתחים דגימות חומרים על מנת להבין את ההרכב הכימי ונוסחת המבנה שלהם. לעומת זאת, ישנם תחומים שלא עוסקים רק בכימיה הטהורה, אלא גם בענפים שונים של המדע, כמו ביוכימיה החוקרת חומרים הנמצאים בחי וכימיה פיזיקלית, שהיא חקר האנרגיה הקשורה למערכות כימיות בקנה מידה זעיר.