La Química es la ciencia que estudia la composición, estructura (tipos, enlaces y disposición espacial de los átomos) y propiedades de la materia, así como las transformaciones que esta experimenta mediante reacciones químicas.

La química es una ciencia empírica, ya que estudia la materia por medio del método científico, es decir, utilizando la observación, la cuantificación y, sobre todo, la experimentación. En su sentido más amplio, la química estudia las diversas sustancias que existen en nuestro planeta (universo observable) así como las reacciones que las transforman en otras sustancias. Por otra parte la química estudia la estructura de las sustancias a su nivel molecular. Y por último, pero no menos importante, sus propiedades.

Los procesos naturales estudiados por la química involucran partículas fundamentales (electrones, protones y neutrones), partículas compuestas (núcleos atómicos, átomos y moléculas) o estructuras microscópicas como cristales y superficies. Si hay una partícula importante y representativa en la química, es el electrón. Uno de los mayores logros de la química es haber llegado a entender que las reacciones químicas están relacionadas con la estructura interna y la disposición de los electrones en los átomos, moléculas o sólidos.

La química tradicional comenzó con el estudio de las partículas elementales: átomos, moléculas, sustancias, metales, cristales y otros agregados de la materia. Las interacciones, reacciones y transformaciones que se estudian en química son generalmente el resultado de las interacciones entre átomos, dando lugar a reordenamientos de los enlaces químicos que mantienen unidos unos átomos a otros.

Una reacción química es la transformación de algunas sustancias en una o más sustancias diferentes. La base de tal transformación química es la reordenación de los electrones en los enlaces químicos entre los átomos. Se puede representar simbólicamente como una ecuación química, que por lo general implica átomos como la partícula central. El número de átomos a la izquierda y la derecha en la ecuación para una transformación química debe ser igual (cuando no es igual, la transformación, por definición, no es química, es una reacción nuclear o una desintegración radiactiva). El tipo de reacciones químicas que una sustancia puede experimentar y los cambios de energía que pueden acompañarla, son determinados por ciertas reglas básicas, conocidas como leyes químicas.

Desde el punto de vista microscópico, las partículas involucradas en una reacción química pueden considerarse un sistema cerrado que intercambia energía con su entorno. En procesos exotérmicos, el sistema libera energía a su entorno, mientras que un proceso endotérmico solamente puede ocurrir cuando el entorno aporta energía al sistema que reacciona. En la mayor parte de las reacciones químicas hay flujo de energía entre el sistema y su campo de influencia, por lo cual puede extenderse la definición de reacción química e involucrar la energía cinética (calor) como un reactivo o producto.

Aunque hay una gran variedad de ramas de la química, las principales divisiones son:

Química inorgánica. Estudia la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (formados por átomos que no sean de carbono, con algunas excepciones).

Química orgánica o química del carbono, es la rama de la química que estudia las moléculas que se basan en cadenas de carbono que contienen átomos de carbono y otros átomos (heteroátomos), también conocidos como compuestos orgánicos.

Bioquímica. Estudia las reacciones químicas en los seres vivos.

Química física (o Fisicoquímica). Estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos.

Química analítica. Estudia los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra. Se subdivide en cuantitativa y cualitativa.