• เคมี คือ ศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับสสารความสามารถของสสาร การแปรรูปของสสาร และการปฏิสัมพันธ์กับพลังงานและสสารด้วยกันเอง

 เนื่องจากความหลากหลายของสสาร ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของอะตอม

 นักเคมี จึงมักศึกษา โครงสร้าง คุณสมบัติ และการจัดเรียงอะตอม เพื่อรวมตัวกัน เป็นโมเลกุล เช่น

แก๊ส โลหะ หรือ ผลึกคริสตัล

 เคมีปัจจุบันได้ระบุว่า โครงสร้างของสสาร ในระดับอะตอมนั้น ถือเป็น ตัวกำหนดธรรมชาติ ของสสารทุกชนิด

เคมีวิเคราะห์ คือ การวิเคราะห์ตัวอย่างสาร เพื่อศึกษา ส่วนประกอบทางเคมี และ โครงสร้าง

ชีวเคมี  คือ การศึกษาสารเคมี ปฏิกิริยาเคมี และ ปฏิสัมพันธ์ทางเคมีที่เกิดขึ้นใน สิ่งมีชีวิต

เคมีอินทรีย์ คือ การศึกษาโครงสร้าง, สมบัติ, ส่วนประกอบ และปฏิกิริยาเคมี ของสารประกอบอินทรีย์

เคมีอนินทรีย์ คือ การศึกษา คุณสมบัติ และ ปฏิกิริยาของสารประกอบอนินทรีย์

การแบ่งแยกระหว่าง สาขาทางอินทรีย์ และ สาขาอนินทรีย์นั้น ไม่ชัดเจน และยังมี การเหลื่อมของขอบเขตการศึกษาอยู่มาก เช่นในสาขา organometallic chemistry

โลหะอินทรีย์เคมี (Organometallic chemistry) คือ การศึกษาสารประกอบเคมีที่มีพันธะเคมี (chemical bonding) ระหว่าง อะตอมของคาร์บอน และ โลหะ

วิชาโลหะอินทรีย์เคมี เป็นศาสตร์ที่คาบเกี่ยวกันระหว่าง อนินทรีย์เคมี (inorganic chemistry) และ อินทรีย์เคมี (organic chemistry)

สารประกอบโลหะอินทรีย์จะมีคำนำหน้าว่า “ออร์แกโน-” (”organo-”) เช่นสารประกอบ ออร์แกโนแพลเลเดียม (organopalladium)

เคมีฟิสิกส์ คือ การศึกษารากฐานทาง ฟิสิกส์ของระบบ และ กระบวนการทางเคมี

ตัวอย่างที่เห็น ก็เช่น นักเคมีเชิงฟิสิกส์ มักสนใจการอธิบายการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ในเชิงของพลังงาน รวมถึง เคมีอุณหพลศาสตร์ (chemical thermodynamics)  เคมีไคเนติกส์ (chemical kinetics)   เคมีควอนตัม(quantum chemistry)  กลศาสตร์สถิติ (statistical mechanics)   สเปกโตรสโคปี(spectroscopy)

เคมีไฟฟ้า (Electrochemistry) เป็นศาสตร์ของ ปฏิกิริยาที่ผิวหน้าสัมผัสของ วัสดุตัวนำอิเล็กโทรนิก(conductor material)ซึ่งเป็นอิเล็กโทรด(electrode) ที่อาจเป็นโลหะ หรือ สารกึ่งตัวนำอย่างกราไฟต์(graphite) และ ไอออนิกคอนดักเตอร์อิเล็กโทรไลต์(electrolyte)

ถ้าปฏิกิริยาเคมี(chemical reaction)เกิดจาก แรงดันไฟฟ้า (voltage) ภายนอก หรือ ถ้าแรงดันไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาเคมี ดังเช่น ไฟฟ้าในแบตเตอรี่ (Battery) อย่างนี้ เราเรียกว่าปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า

โดยทั่วไป วิชาเคมีไฟฟ้า จะเกี่ยวข้องกับสถานการณ์ปฏิกิริยา ออซิเดชั่น(oxidation)และ รีดักชั่น (reduction) และ ทิศทางของประจุไฟฟ้า (charge transfer) จากโมเลกุลหนึ่งไปยังที่อื่นจะไม่ถือว่าเป็นเนื้อหาในเคมีไฟฟ้า

เคมีสิ่งแวดล้อม (Environmental chemistry) เป็นสาขาของวิชาเคมีที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางเคมี และ ชีวเคมีที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ซึ่งจะรวมถึง เคมีของน้ำ(Aquatic chemistry) และ เคมีของดิน(soil chemistry )

แต่ไม่เกี่ยวข้องกับ การใช้สารเคมีที่ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม(Green chemistry)

 เคมีสิ่งแวดล้อม เป็นการศึกษาเกี่ยวกับปรากฏการณ์ หรือ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งแวดล้อม ทั้งในน้ำ อากาศ ดิน ตลอดจน สารเคมีที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อม แหล่งกำเนิดวิถีของปฏิกิริยา (pathway) ปฏิกิริยา (reaction) และผลต่อกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ

Manahan (2004) ได้ให้คำจำกัดความของวิชานี้ว่า เป็นการศึกษาเกี่ยวกับแหล่งกำเนิด(source) การลำเลียง (transport) ผลและปฏิกิริยาของสารเคมีในน้ำ น้ำมัน และอากาศ ตลอดจนผลของเทคโนโลยีต่าง ๆ

ดังนั้น เคมีสิ่งแวดล้อมจึงเป็นการศึกษาเกี่ยวกับสารเคมีที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อม แหล่งกำเนิด การลำเลียง การเปลี่ยนแปลงและปฏิกิริยาของสารเคมี วิถีของปฏิกิริยา และปรากฏการณ์หรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งแวดล้อม ผลต่อกิจกรรมต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต ตลอดจนการนำความรู้ทางเคมีไปใช้ประโยชน์ในการป้องกัน ปรับปรุง และแก้ไขสภาพแวดล้อมให้ดีขึ้น

งานหลักของเคมีสิ่งแวดล้อมคือ

1. วิเคราะห์ทางเคมีเชิงปริมาณเพื่อให้เข้าใจเคมีของระบบธรรมชาติ
2. เป็นเครื่องมือของหน่วยงานสิ่งแวดล้อมที่จะต้องตรวจสอบให้ได้ว่ามีสิ่งปนเปื้อนถูกปล่อยจากอุตสาหกรรมสู่น้ำ ดิน และอากาศมากน้อยเท่าใด
3. ตรวจสอบระดับไนเตรท(nitrate) และ ฟอสเฟต(phosphate)จากพื้นที่เกษตรกรรมที่ถูกปลอ่ยลงสู่แม่น้ำลำคลองแล้วทำให้พวกสาหร่ายตะไคร่น้ำเจริญเติบโต(algal bloom)และเกิดสารอาหารให้สิ่งแวดล้อม(eutrophication) อันจะทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากน้อยเท่าใด

วัสดุศาสตร์ (Materials Science) เป็นศาสตร์ที่ศึกษา คุณสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุ และ กระบวนการที่เกี่ยวข้อง ซึ่งอาศัยความรู้จากหลายสาขาวิชา เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา และ ธรณีวิทยา โดยมุ่งความสนใจไปที่คุณสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุในสภาวะที่เป็น ของแข็ง อันได้แก่ โครงสร้าง ระดับอะตอมหรือโมเลกุลของวัสดุ คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ การนำความร้อน คุณสมบัติทางเคมี คุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติที่ยอมให้แสงผ่าน หรือ การผสมผสานกันของบางคุณสมบัติตามที่กล่าวมานี้

คุณสมบัติของวัสดุ ที่สังเกตง่าย และชัดเจน จะแสดงออกมาในรูปของคุณสมบัติทางเคมี และ ฟิสิกส์

ส่วนความแตกต่างใน ระดับโครงสร้างโมเลกุลและอะตอม จะต้องใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน ในการตรวจสอบ สำหรับการประเมินสมรรถนะของวัสดุ จะเป็นพื้นฐานของงานวิศวกรรมที่จะนำวัสดุนั้นๆไปใช้งาน ส่วนวิชาว่าด้วยวัสดุศาสตร์จะเกี่ยวข้องกับกระบวนการความรู้ทางเทคโนโลยีของวัสดุสี่ส่วน ซึ่งแต่ละส่วนจะเกี่ยวข้องเชื่อมโยงซึ่งกันและกัน

เป็นรูปสี่มุมสี่ด้าน (Tetrahedron)

 การนำวิชาการทางด้านวัสดุศาสตร์ไปใช้งานทางด้านวิศวกรรมอย่างกว้างขวางทำให้เกิดนิยามของวิชาการสาขานี้ใหม่เป็น“วัสดุศาสตร์และวิศวกรรม” วัสดุที่คิดค้นและประดิษฐ์ขึ้นใหม่ทำให้เกิดผลิตภัญฑ์ใหม่ หรือไม่ก็ เกิดอุตสาหกรรมใหม่ อุตสาหกรรมเหล่านี้จำเป็นต้องมีนักวิทยาศาสตร์หรือวิศวกรสาขาวัสดุศาสตร์คอยดูแลแก้ไขปัญหาและวิจัยวัสดุใหม่ๆอย่างต่อเนื่อง

ในอุสาหกรรมนักวัสดุศาสตร์จะมีบทบาทในส่วนของ การออกแบบวัสดุ (materials design) การประเมินค่าใช้จ่ายในการผลิตวัสดุนั้นๆ ดูแลกระบวนการทางเทคนิคซึ่งประกอบด้วย การหล่อ, การม้วน, การเชื่อม, การใส่ประจุ, การเลี้ยงผลึก,การรอกฟิล์ม(thin-film deposition), การเป่าแก้ว เป็นต้น และเทคนิคการวิเคราะห์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอน, การเอกซเรย์ เป็นต้น

พอลิเมอร์ (Polymer) หลายคนอาจจะเคยได้ยินว่า พอลิเมอร์ (polymer) เป็นสารโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งอาจจะสับสนกับสารในกลุ่มสารแมคโครโมเลกุล (Macromolecule) แต่ พอลิเมอร์จะต้องประกอบไปด้วยหน่วยซ้ำกัน (repeating unit) ซึ่งความหมายนี้อาจจะทำให้เราไม่สามารถที่จะระบุเอาสารหลาย ๆ อย่างที่มีสมบัติอย่างพอลิเมอร์ เช่น สารพวกไขมันที่มีแต่ละหน่วยที่ไม่ซ้ำกันนั้นจะเป็นเพียงแค่สารแมคโครโมเลกุล เนื่องจากว่าความหมายของพอลิเมอร์นั้นก็มาจากรากศัพท์กรีกสำคัญ 2 คำ คือ Poly (จำนวนมาก) และ Meros (ส่วน หรือ หน่วย)โมเลกุลพอลิเมอร์จะต่อกันเป็นสายโซ่ยาวๆ

เคมีพอลิเมอร์ (Polymer chemistry)หรือ แมคโครโมเลกุลาร์เคมี(macromolecular chemistry)เป็นศาสตร์หลายสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ทางเคมี(chemical synthesis) และ คุณสมบัติทางเคมีของพอลิเมอร์(polymer)หรือแมคโครโมเลกุล(macromolecule) แมคโครโมเลกุลแบบเก่า จะหมายถึงโซ่โมเลกุล และเป็นกลุ่มของเคมี

ส่วนพอลิเมอร์ จะอธิบายถึงคุณสมบัติรวมๆของวัสดุพอลิเมอร์ซึ่งจะเป็นขอบเขตของ ฟิสิกส์พอลิเมอร์ (polymer physics) ซึ่งเป็นสาขาย่อยของวิชาฟิสิกส์

พลาสติก(Plastics) เช่น พอลิเอทิลีน(polyethylene)จะเป็นกลุ่มย่อยของพอลิเมอร์สังเคราะห์ ที่มูลค่าในเชิงพาณิชย์

ไบโอพอลิเมอร์(Biopolymer) เช่น โปรตีน(protein) เป็นกลุ่มย่อยของพอลิเมอร์ที่พบในธรรมชาติ

พอลิเมอร์ที่เกิดจากโมโนเมอร์(monomer)โดย กระบวนการพอลิเมอไรเซชั่น(polymerization)

เซรามิก ceramic เซรามิกมีรากศัพท์มาจากภาษากรีก keramos มีความหมายว่า สิ่งที่ถูกเผา

ในอดีต วัสดุเซรามิกที่มีการใช้งานมากที่สุดคือ เซรามิกดั้งเดิม ทำมาจากวัสดุหลักคือดินเหนียว ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือ ไชน่าแวร์ เพื่อเป็นเกียรติให้กับคนจีนซึ่งเป็นผู้บุกเบิกการผลิตเครื่องปั้นดินเผารุ่นแรกๆ หม้อไหถ้วยชามหรือเครื่องเคลือบดินเผา อิฐ กระเบื้องเคลือบ และวัสดุประเภทซีเมนต์ แก้ว และวัสดุทนไฟอื่นๆ

ตั้งแต่ปี 1950 เป็นต้นมาได้มีความเจริญก้าวหน้าในกระบวนการผลิต ตลอดจนมีความเข้าใจในลักษณะพื้นฐาน และกลไกที่ควบคุมคุณสมบัติของเซรามิก ทำให้มีการพัฒนาเซรามิกประเภทใหม่ๆ มากมาย คำว่าเซรามิกจึงมีความหมายที่กว้างขึ้นรวมถึงเซรามิกที่มี คุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ด้วย วัสดุเหล่านี้ได้ถูกนำไปใช้ในงานต่างๆ

นาโนเทคโนโลยี — วิทยาการที่ว่าด้วยการศึกษาและการสังเคราะห์วัสดุในระดับอะตอมหรือโมเลกุล(วัสดุนาโน) ซึ่งมีขนาดเล็กมากโดยจะวัดขนาดของโครงสร้างอะตอมและโมเลกุลเป็นนาโนเมตร( 1 นาโนเมตร = 0.0000000001 เมตร)

โลหะ

ปิโตรเคมี

กระบวนการผลิต

เชื้อเพลิง

หน่วยปฏิบัติการ

สีย้อม