La physique chimique est une sous-discipline de la chimie et de la physique qui étudie les phénomènes physico-chimiques en utilisant des techniques de la physique atomique et moléculaire et de la physique de la matière condensée; c’est la branche de la physique qui étudie les processus chimiques du point de vue de la physique. Bien qu’à l’interface de la physique et de la chimie, la physique chimique se distingue de la chimie physique en ce sens qu’elle se concentre davantage sur les éléments caractéristiques et les théories de la physique. Pendant ce temps, la chimie physique étudie la nature physique de la chimie. Néanmoins, la distinction entre les deux domaines est vague, et les scientifiques pratiquent souvent dans les deux domaines au cours de leurs recherches.

Le département de l’Éducation des États-Unis définit la physique chimique comme « Un programme qui se concentre sur l’étude scientifique des phénomènes structurels combinant les disciplines de la chimie physique et de la physique atomique / moléculaire. Comprend l’enseignement des structures hétérogènes, des phénomènes d’alignement et de surface, de la théorie quantique, de la physique mathématique, de la mécanique statistique et classique, de la cinétique chimique et de la physique des lasers. »