物理化學是在物理和化學兩大學科的基礎上發展起來的，它運用物理學的原理和方法來研究化學中的基本規律和理論，從而構成化學科學的理論基礎。
物理化學的研究內容豐富，主要包含三個方面，以下是詳細介紹：
化學體系的宏觀平衡性質。主要研究化學體系在氣態、液態、固態、溶解態以及高分散狀態的平衡態物理化學性質及其規律性，以熱力學的三個基本定律爲基礎。
化學體系的微觀結構和性質。涉及分子、分子簇和晶體的結構，以及結構與物性之間的關係與規律性，以量子力學爲理論基礎。
化學體系的動態性質。研究化學變化過程的速率和機理，此時時間成爲與過程密切相關的重要變量。
物理化學的研究成果對基本化學工業、有機合成工業、電化學工業等領域具有重要的指導意義，同時也對其他如食品科學、材料科學、製藥工程、生命科學、環境工程、紡織等領域有廣泛應用，因此它在人才培養和科技創新中佔有極其重要的地位。