物理化学是化学的一个分支，致力于研究原子或分子水平上的物质行为。

它也涉及不同尺度物质的性质研究，从宏观尺度到肉眼可见的亚原子尺度，其中宏观尺度包括肉眼可见的颗粒，而亚原子尺度则涉及极小的亚原子颗粒，例如电子。物理化学不同于化学的其他分支，因为它利用物理学的概念和原理来理解化学系统和反应。物理化学分类：宏观尺度： 宏观尺度涉及足够大以至于人眼可见的物质（无需借助光学仪器来提供放大的视图）。 在宏观尺度上处理的一些重要数量包括：熔点和沸点，线性热膨胀系数，汽化潜热，融合焓；考虑水分子的例子，宏观尺度涉及其物理状态（固态，液态或气态），但不涉及水分子的化学性质。微观尺度 ： 微观尺度处理的是只有在放大显微镜的光学仪器（例如显微镜）的帮助下，人眼才能看到的物质的特性。对晶体形状和结构的研究属于这一规模。晶体的结构会影响用于桥梁和飞机的大部分晶体的行为。原子量表：物质在原子尺度上的性质因元素而异。但是，某些元素表现出相似的特性，并且在元素周期表中分组在一起。在原子尺度上进行物理化学研究的物质性质的一些示例包括原子质量和原子序数。元素的原子半径的值可用于确定分子中两个原子之间的键的键长。亚原子量表：亚原子尺度涉及小于原子大小的粒子的研究，通常称为亚原子粒子。在这种规模下，粒子的双重性质是有时将亚原子粒子称为波或能量的原因。