Chemia jest nauką przyrodniczą, która zajmuje się przemianami substancji, rozpatrywanymi w różnych aspektach, między innymi pod względem energetycznym, strukturalnym, kinetycznym, mechanizmów reakcji, stanów równowagi, a także ich znaczenia w przyrodzie i społeczeństwie. Chemia jest to nauka doświadczalna jednak wyniki jej badań dają się w dużej mierze wyrazić liczbowo oraz w postaci ilościowych wzorów. Coraz częściej jest więc zaliczana do nauk ścisłych. Znajomość chemii pozwala głębiej zrozumieć zjawiska i procesy obserwowane w przyrodzie i otoczeniu technicznym, a także ustrzec siebie i innych przed negatywnym wpływem żywiołowo rozwijającej się cywilizacji.

Początków przeprowadzania reakcji chemicznych można się dopatrywać już w czasach starożytnych, a refleksje teoretyczne pojawiły się znacznie później. Na początku miały one jedynie charakter intuicyjny. Empedokles (V w. p.n.e.) wyodrębnił cztery byty: powietrze, woda, ziemia i ogień. Właściwości tych bytów wynikały z oddziaływania substancji ze sobą. Myśl ta została rozwinięta przez Arystotelesa (IV w. p.n.e.). Zupełnie inne teorie utworzył Leukippos i jego uczeń Demokryt (IV w. p.n.e.). Uważali oni, że materia jest nieciągła i składa się z niepodzielnych atomów. Jednak teoria ta nie zyskała wówczas wielu zwolenników i powrócono do niej dopiero w XIX wieku. Rozwojowi ulegały jednak umiejętności praktyczne chemików. Udoskonalona została metoda otrzymywania metali z rud oraz wyrobów ze szkła. Wypalane było wapno i cegły i nauczono się także wyodrębniać poszczególne sole. Wyrabiane były również farby, lekarstwa i barwniki. Opracowano także procesy fermentacji. Powstały też pierwsze prace encyklopedyczne, na przykład "Historia naturalna" autorstwa Pliniusa i dzieło Zeosinosa dotyczące alchemii. Alchemia przyczyniła się do rozwoju wielu technik doświadczalnych (ekstrakcji, destylacji, krystalizacji). Otrzymano także wiele substancji, na przykład kwasy mineralne i ich sole. Rozwijała się także teoria, szczególnie w świecie arabskim (duże osiągnięcia miał Awicenna, który żył w latach 980-1037). Na początku XVI wieku żyli uczeni, których z całą pewnością można już nazwać chemikami. Był to między innymi B. Paracelsus, który jest twórcą chemii lekarskiej i odkrywcą bizmutu i wodoru oraz van Helmont (1577-1644), który zauważył odwracalność pewnych procesów. I. Glauber (1603-1668) opracował metodę otrzymywania siarczanów. W tym czasie napisane zostały również pierwsze podręczniki chemiczne. Przełomem w chemii było opublikowanie w 1661 roku pracy R. Boylea. Podał on definicję pierwiastka chemicznego i stwierdził, że jest to prosta, trwała substancja i z pierwiastków składają się substancje złożone. Robert Boyle odkrył w 1680 r. fosfor. Wyodrębnił go z moczu. Odkrywcą fosforu niezależnie od Boyle'a był niemiecki chemik Hennig Brand. Odkrył on ten pierwiastek w 1669 roku. Do rozwoju chemii przyczynił się także A. Lavoisier (1743-1794), który zapoczątkował pomiary w chemii, między innymi poprzez stosowanie wagi. Jest on uważany również (wraz z Łomonosowem) za odkrywcę prawa zachowania masy. Udowodnił, że wszystkie pierwiastki mogą występować w trzech stanach skupienia: lotnym, stałym, ciekłym. Pokazał, że podczas spalania substancje łączą się z tlenem. Utworzone przez niego ilościowe prawo dotyczące składu związków chemicznych przyczyniło się do odkrycia innych praw stechiometrycznych (J. Daltona, M. Prousta, czy J. Richtera). Prawa te zostały wyjaśnione przez nowoczesną teorię atomistyczną J. Daltona, która została utworzona w 1808 roku. Teoria ta mówi, ze atom jest związany z masą, która jest charakterystyczna dla atomów danego pierwiastka. Teoria atomistyczna była inspiracją dla wielu ważnych odkryć. Odkryte zostały nowe prawa dotyczące gazów i uczyniono znaczne postępy w metodach analitycznych. John Dalton żyjący w latach 1766-1844 był także pierwszym chemikiem, który badał gazy - odkrył prawa ciśnień cząstkowych mówiące, iż ciśnienie mieszaniny gazów nie reagujących ze sobą równe jest sumie ciśnień jakie wywierałyby poszczególne składniki mieszaniny umieszczone osobno w tej samej objętości jaką zajmuje ta mieszanina. Zaczęto również podejmować próby klasyfikacji znanych wówczas pierwiastków. D. Mendelejew stworzył układ okresowy pierwiastków, który nie tylko porządkował w sposób logiczny pierwiastki chemiczne, ale także przewidywał właściwości pierwiastków, które jeszcze nie były mu znane. W marcu 1869 rku Mendelejew opracował pierwszą tablicę pierwiastków chemicznych; dokonał także odkrycia prawa okresowości. Wszystkie znane mu pierwiastki (63 pierwiastki) uporządkował według wzrastającego ciężaru atomowego. W tablicy pierwiastków pozostawił puste miejsca dla nie odkrytych jeszcze pierwiastków. Prognozy Dmitrija I. Mendelejewa dotyczące nie odkrytych jeszcze pierwiastków sprawdziły się. Trzy z nich zostały odkryte jeszcze do 1886 roku.

W XIX wieku rozwinęła się także chemia organiczna. W 1828 roku Wöhler po raz pierwszy zsyntetyzował mocznik i obalił teorię, że związki organiczne tworzą się jedynie w organizmach żywych. Rozwojowi uległy również badania dotyczące katalizy, co zawdzięczamy przede wszystkim W. Ostwaldowi (1853-1932). Sformułowano prawo działania mas Guldberga i Waagego (rok 1867). W tym samym czasie określona została zależność pomiędzy szybkością reakcji a temperaturą, co udało się van Hoffowi. Natomiast F. Raoult odkrył, że temperatury wrzenia i topnienia nieelektrolitów i elektrolitów różnią się od siebie. W 1887 roku została opracowana teoria dysocjacji elektrolitycznej S. Arrheniusa, która mów, że cząsteczki zasad, kwasów i soli ulegają rozpadowi na jony w roztworach wodnych. Teoria ta przyczyniła się do rozwoju elektrochemii.

Rozwój chemii spowodował, że rozpoczęła się produkcja fabryczna i powstały fabryki kwasu solnego, kwasu siarkowego, kwasu azotowego, sody, chloru itd.. Wybudowano huty, koksownie i stalownie. Na skalę przemysłową zaczęto produkować również substancje organiczne. Wiek XX to okres bardzo intensywnego rozwoju chemii. Została odkryta promieniotwórczość jądrowa przez H. Becquerela (1896) oraz elektron przez J. Thomsona (1897). Odkrycie elektronu spowodowało opracowanie przez N. Bohra (1913) i E. Rutherforda (1911) planetarnego modelu budowy atomu. Kilka lat później W. Kossel i G. Lewis opracowali teorię wiązań chemicznych. W 1932 roku J. Chadwick odkrył neutron. Maria Skłodowska-Curie i P. Curie odkryli dwa nowe pierwiastki- polon i rad.

W. Heisenberg w 1926 roku wyprowadził zasadę nieoznaczoności, która mówi, że nie jest możliwe jednoczesne oznaczenie położenia i pędu cząstki elementarnej. Badania dotyczące dyfrakcji elektronów potwierdziły wysuniętą wcześniej przez L. de Broglie¢a (1924) hipotezę, która przeniosła koncepcję dualistycznej natury światła na cząsteczki składowe materii (elektrony, protony i neutrony). Schrödinger opracował równanie, które w sposób ilościowy opisuje zależność pomiędzy właściwościami falowymi a energią układu. Równanie to stanowi podstawę mechaniki kwantowej. Stworzone zostały zatem podstawy chemii kwantowej. Teoria kwantów odniesiona do potrzeb chemii pozwala na dokładniejsze określenie między innymi trwałości wiązań chemicznych, procesu łączenia się atomów w cząsteczki i szybkości reakcji.

Pod koniec XX wieku zaszły bardzo duże zmiany w metodologii badań. Dziedziny badawcze różnicują się coraz bardziej i większego znaczenia nabierają duże zespoły badawcze. Powszechna znajomość chemii wpływa na kulturę, a dzięki osiągnięciom chemii poprawiła się higiena osobista, skutecznie opanowano wiele chorób, zwiększył się dostęp do ubrań i obuwia, nośników energii, i materiałów budowlanych. Nowe technologie umożliwiły produkcję materiałów o nowych, zadziwiających właściwościach. Jednak pojawiły się również zagrożenia. Wzrosło zanieczyszczenie środowiska, co prowadzi do wymierania gatunków roślin i zwierząt.