化学（かがく、Chemistry）とは、原子・分子を物質の構成要素と考え、物質の構造・性質・反応を研究する自然科学の一分野である。日本では幕末から明治初期にかけてはセイミ（舎密）と呼ばれた。また、日本語では同音異義の「科学」（science）との混同を避けるため、化学を湯桶読みして「ばけがく」とも呼ぶ。
近年の化学では原則的には、全ての物質が原子からできているとの仮説[1]（あるいはフレームワーク）を採用し、また、物質の性質は原子自体の状態や、原子同士の結びつきかた（化学結合）で決定される、と考える。現代の化学は基本的には原子・分子レベルでの物質の構造や性質を解明し、また新しい物質や反応を構築する学問である。
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化学には、研究手法や対象とする物質の違いによって多くの分野が存在する。しかし、各分野間には関連領域が存在するため明確に区別することは難しい。以下に例として代表的なものを挙げる。化学の他の分野については化学の分野一覧を参照のこと。
物理化学
物理化学は物理学的、例えば量子力学や熱力学な手法や視点から化学研究を行う分野である。また、コンピュータの進歩に伴い、理論式から計算によって物質の状態を予測する計算化学も急速に発展している。生物に関する研究は生物物理化学と呼ぶ。
無機化学
無機化学は有機化合物を除くすべての物質、すなわち単体と無機化合物を対象とする広い分野である。錯体を扱う分野は錯体化学、生体内の無機物を扱う分野は生物無機化学（または無機生化学）と呼ばれる。
有機化学
有機化学は有機化合物を扱う分野である。有機物は生物の主な構成要素である他、多様な反応をするため、専門的な分野として特化している。薬学とも密接なかかわりがある。生物学との境界分野は生物有機化学と呼ばれる。
高分子化学
高分子化学は、非常に大きな分子である高分子を取り扱う分野である。合成方法だけでなく、機械特性や熱物性なども研究対象としている。高分子の材料としての重要性から、工業とのつながりが非常に強い。