Физикалық химия зат құрылысының заңдылығын, химиялық жүйедегі тепе-тендікті, тепе-тендіктегі бір күйден екінші күйге ауысу мүмкіндігін көрсететін заңдылықты және химиялық түрлену құбылысын зерттейді. Физикалық химия бірнеше тарауға бөлінеді:
Физикалық химия пәнінің химия өнеркәсібі мен ғылыми зерттеу саласындағы мамандар химиктер, физиктер, химик-технологтар, физик-технологтар даярлауда алар орыны ерекше. Атап айтқанда:
- аталған пән студенттердің бейорганикалық, органикалық және аналитикалық химия салаларынан алған білімдерін тиянақты түрде нақты өзгеріс не құбылысқа қолдана білуге дағдыландырады;
- өндірістегі технологиялық процестердің жүру заңдылықтары физикалық химия ілімі қарастыратын ой-тұжырымдарға негізделеді;
- технологиялық процестердің дамуы мен өзара тәуелділігінің қазіргі тенденциясын, табиғатты химиялық өндірістің зиянды қалдықтарынан қорғау жолдарын, қалтқысыз өндірістер жасау міндеттерін;
- химиялық термодинамика мен кинетиканың негізгі заңдарын, гомогендік және гетерогендік тепе-теңдіктерді, электрохимияны, термодинамикалық қасиеттерді зерттеудің эксперименттік әдістерін;
- зерттеудің қазіргі әдістерін (ЯМР-, ЭПР-, ИК-, УК-, КР-спектроскопиялар, оның ішінде лазерлік техника, хроматография, рентгенқұрылымдық талдау бар; - көпкомпонентті жүйелердегі химиялық тепе-теңдікті сипаттау әдістерін;
- талдаудың әртүрлі әдістерін (тұндыру, бөлу, экстракция, спектроскопия, титриметрия, электрохимия) қажетті талдаудың әдісі мен оны жүргізудің әдістемесін таңдау меодологиясын; - физико-химиялық есептеу әдістемесін;
- физикалық және химиялық құбылыстардың жүру заңдылықтарын зерттейтін жаратылыстану ілімінің дербес бір бөлігі болып табылады.
Физикалық химия – химиялық құбылыстарды физикалық принциптерінен заңдылықтар негізінде түсіндіретін ғылым. Қазіргі уақытта ол арнайы зерттеу әдістері бар өзіндік ғылым саласына айналып отыр. Физикалық химия әр түрлі химиялық реакциялар және олармен қабаттаса жүретін физикалық процестерді жан-жақты зеттеумен айналысады.Шекаралық ғылым ретінде ол материалдық әлемнің күрделі құбылыстарының арасындағы диалектикалық қарым-қатынастарды ескере отырып зерттеу обьектісін әртүрлі қырларынан зерттейді.
Химиялық реакциялар электрлік құбылыстар жылу берілу электромагниттік толқындардың жұтылуы немесе шығарылуы т.б. физикалық процестермен тығыз байланысты. Мысалы, Гальвани элементтерінде және аккумуляторларда жүретін химиялық реакциялар жәрдемінде электр тогы түзіледі.Көптеген химиялық реакциялар жүргенде жылу түрінде энергия бөлінеді немесе сіңіріледі. Демек, физикалық химия – физикалық заңдылықтар мен зерттеу әдістеріне сүйене отырып, химияның жалпы мәселелерін қарастырады.
Физикалық химия оның заңдары, зерттеу әдістері химиялық технологияда ерекше маңызға ие болды. Химия өнеркәсібінің дамуы үшін физикалық химия заңдарын жақсы меңгеру қажет. Сол кезде ғана өндіріс негізінде жататын химиялық процесті басқаруға қажетті жағдайларға келтіру мүмкін болады.
Физикалық химия ауыл шаруашылығын химияландыру мәселесінде де алдыңғы қатарлы рөлдердің бірін ойнайды, жаңа тыңайтқыштар өндіру, өсімдік зиянкестерімен күрестің химиялық әдістерін енгізу, топырақтың сулы физикалық қасиеттерін жақсарту мәселелерін шешу, тек физикалық химия бөлімдерінің негізінде ғана мүмкін болмақ.