Bien qu'il existe de nombreuses branches de la chimie, les cinq principales sont la biochimie, la chimie physique, organique, inorganique et analytique. Alors que la chimie physique traite des propriétés physiques et des caractéristiques des substances chimiques, la biochimie implique l'étude des processus chimiques qui se produisent dans les organismes vivants. La chimie organique peut inclure l'étude des propriétés et des structures associées aux composés à base de carbone.
La sous-discipline de la chimie inorganique est l'étude de tous les composés qui ne sont pas à base de carbone ou d'hydrocarbures. Un chimiste inorganique peut étudier différents métaux, sels, oxydes et acides. La chimie analytique traite de l'analyse des composants chimiques des substances. Cette branche est divisée en deux sous-domaines d'analyse quantitative et qualitative.
Certaines autres branches de la chimie sont la géochimie, la chimie environnementale, l'électrochimie, la thermochimie et la chimie du solide.