世界的組成
大千世界都是由物質組成的。從人們日常所需的生活用品，到人們賴以進行生產的生產資料；從大自然的樹木、花草、鳥獸，到岩石、高山、大海，從地球上的萬物到茫茫宇宙中的太陽、月亮和星球……都是物質。
這形形色色的物質，都是由一種被稱為分子的微粒構成的。例如水是由水分子構成；氧由氧氣分子構成。假如杯子裏的水全由水分子組成，那麼稱這種水為純淨物。實際上，天然水中常常溶解有少量的各種鹽類，還有病菌和其他雜質。天然水中還含有其他物質分子，所以是不純淨的。這種由不同種分子組成的物質，稱為混合物。混合物沒有固定的組成，也沒有一定物質。在我們周圍存在的絕大多數天然物質都是複雜的混合物，像泥土、花崗石、海水等。
純淨物質當中，有的是由同種元素組成，再也不能發生分解反應，這種物質稱為單質。如果是幾種不同元素化合而成的物質，稱為化合物，它們在一定條件下，能夠發生分解反應。如水在電流的作用下，可以分解出氫氣和氧氣。我們說水是化合物，氫氣和氧氣都是單質，單質又可以分為金屬和非金屬兩大類。氫氣和氧氣是非金屬；金、銀、銅、鐵、鋁等是金屬。
自然界在變化
自然界的物質時時刻刻都在發生變化。自人類學會創造和使用工具之後，自然界的變化就更迅速更廣泛了。現在我們使用的每樣東西，幾乎都是從無用或不大有用的原始狀態，轉變成外觀完全不同又頗為有用的的狀態。桌子是用木材做的；茶杯是用瓷土燒製的；紙張是用竹、木、麻、草造的……
自然界中物質所發生的種種變化，在化學家眼裏，可以分成兩類。一類是在變化時，物質的組成、性質、特征都改變的，稱為化學變化。例如，綠葉變黃；氧和氫化合成水；鐵生鏽；銅在硝酸中溶解；汽油在汽車發動機內燃燒；由鐵礦石煉鐵；氨分解為氫和氮等。另一類是在變化中不產生新的物質，僅僅改變它的物理性質的，稱為物理變化。例如空氣中的水蒸發結成雨、雪、冰雹；海水結晶出食鹽；將木材變成家具；鐵熔化等。
每個化學變化都產生一種（或一種以上的）新物質，有些是我們需要的，有些是我們不需要的，甚至是有害的。例如，從礦石提煉金屬，各種金屬可以再加工成金屬製品；從原油裂解得到各種烯烴有機物，再通過各種化學反應，可以製成塑料、合成纖維、藥物和合成橡膠等成千上萬種化學製品，極大地豐富了我們的生活。
但是，每一次化學變化帶來的副作用，也是令人擔憂的，特別是人們關心的環境汙染。譬如，煤的燃燒產生二氧化碳、二氧化硫，汽油的燃燒產生一氧化碳、氮氧化合物，進入大氣。
還有農藥的殘留物，肥料流失到江河，家庭垃圾，工業的廢棄物等堆積如山。由此可見，人類在應用化學變化為自己造福的同時，隱藏著禍害的根源。不過，化學的研究可以更多更有效地控製化學變化，多產生有利於人類的財富，減少有害的副產物或廢物。
人類賴以生存的物質——空氣
地球上的生物，要靠看不見的空氣生活。那麼，空氣是什麼呢空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。氧氣占空氣的體積約21％，氮氣約占78%，還有少量氬氣、二氣化碳、氪、氖、氦、水汽、臭氧等。空氣是一種彌漫在地球周圍的混合氣體，它對人類的生命活動有著密切關係。
例如，空氣中二氧化碳增加，會使地球表麵的氣溫升高，出現“溫室效應”，造成氣候反常等影響。據科學家預測，到公元2030年，如果地球氣溫比現在高4.5℃，這將使南極的冰層融化，引起海平麵上升，最終導致全球性洪水泛濫，後果不堪設想。因此，科學家正在研究預防的辦法。
科學研究已經證實，現代空氣汙染的主要原因是工業生產中釋放的大量廢氣。由於煤和石油等燃料的大量消耗，空氣中二氧化硫、懸浮顆粒物、氮氧化物、一氧化碳等有毒有害雜質含量增加，就會給人類帶來災難性的危害。1952年12月倫敦煙霧事件，四天中死亡人數比常年同期約多4000人。事件發生的一星期內，支氣管炎、冠心病、肺結核和心髒衰弱病患者的死亡人數分別為事件前一周同類死亡人數的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道疾病患者的死亡率都成倍增加。
空氣中的氧氣是人類賴以生存的重要物質之一。人類應該使空氣保持清、純淨、新鮮，隻有清新的氣氛中才能愉快地工作、學習和生活。