通過對礦物的分析，發現了許多新元素，加上對原子分子學說的實驗驗證，經典性的化學分析方法也有了自己的體係。草酸和尿素的合成、原子價概念的產生、苯的六環結構和碳價鍵四麵體等學說的創立、酒石酸拆分成旋光異構體，以及分子的不對稱性等的發現，導致有機化學結構理論的建立，使人們對分子本質的認識更加深人，並奠定了有機化學的基礎。
19世紀下半葉，熱力學等物理學理論引人化學之後，不僅澄清了化學平衡和反應速率的概念，而且可以定量地判斷化學反應中物質轉化的方向和條件。相繼建立了溶液理論、電離理論、電化學和化學動力學的理論基礎。物理化學的誕生，把化學從理論上提高到一個新的水平。
隨著近代物理的理論和技術、數學方法及計算機技術在化學中的應用，對現代化學的發展起了很大的推動作用。
化學巔峰
19世紀末，電子、X射線和放射性的元素發現為化學在20世紀的重大進展創造了條件。作為20世紀的時代標誌，人類開始掌握和使用核能。放射化學和核化學等分支學科相繼產生，並迅速發展；同位素地質學、同位素宇宙化學等交叉學科接踵誕生。元素周期表擴充了，已有109號元素，並且正在探索超重元素以驗證元素“穩定島假說”。與現代宇宙學相依存的元素起源學說和與演化學說密切相關的核素年齡測定等工作，都在不斷補充和更新元素的觀念。
合成各種物質，是化學研究的目的之一。在無機合成方麵，首先合成的是氨。氨的合成不僅開創了無機合成工業，而且帶動了催化化學，發展了化學熱力學和反應動力學。後來相繼合成的有紅寶石、人造水晶、硼氫化合物、金剛石、半導體、超導材料和二茂鐵等配位化合物。
20世紀是有機合成的黃金時代。化學的分離手段和結構分析方法已經有了很大發展，許多天然有機化合物的結構問題紛紛獲得圓滿解決，一方麵，合成了各種有特種結構和特種性能的有機化合物；另一方麵，合成了從不穩定的自由基到有生物活性的蛋白質、核酸等生命基礎物質。有機化學家還合成了有複雜結構的天然有機化合物和有特效的藥物。這些成就對促進科學的發展起了巨大的作用；為合成有高度生物活性的物質，並與其他學科協同解決有生命物質的合成問題及解決前生命物質的化學問題等，提供了有利的條件。
當代化學概況
20世紀以來，化學發展的趨勢可以歸納為：由宏觀向微觀、由定性向定量、由穩定態向亞穩定態發展，由經驗逐漸上升到理論，再用於指導設計和開創新的研究。一方麵，為生產和技術部門提供盡可能多的新物質、新材料；另一方麵，在與其他自然科學相互滲透的進程中不斷產生新學科，並向探索生命科學和宇宙起源的方向發展。
根據當今化學學科的發展以及它與天文學、物理學、數學、生物學、醫學、地學等學科相互滲透的情況，化學可作如下分類：無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、高分子化學、核化學、生物化學、表麵化學。其他與化學有關的邊緣學科還有地球化學、海洋化學、大氣化學、環境化學、宇宙化學、星際化學等。
現在，化學日益滲透到生活的各個方麵，特別是與人類社會發展密切相關的方麵。總之，化學與人類的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、國防、環境保護、醫藥衛生、資源利用等方麵都有密切的聯係，它是一門社會迫切需要的實用學科。
物理學
物理的定義
“物理”一詞最先出自希臘文漬自滓谘資，原意是指自然。古時歐洲人稱物理學為“自然哲學”。從最廣泛的意義上來說即是研究大自然現象及規律的學問。漢語、日語中“物理”一詞起自於明末清初科學家方以智的百科全書式著作《物理小識》。
在物理學的領域中，研究的是宇宙的基本組成要素：物質、能量、空間、時間及它們的相互作用；借由被分析的基本定律與法則來完整了解這個係統。物理在經典時代是由與它極相像的自然哲學的研究所組成，直到19世紀物理才從哲學中分離出來成為一門實證科學。對於物理學來說理論預言與現實是否一致是判定真理的唯一標準。
物理學的發展經過了三個漫長的階段，根據它不同階段的特點，大致可以分為物理學萌芽時期、經典物理學時期和現代物理學時期三個發展階段。
物理學的萌芽
在古代，由於生產水平的低下，人們對自然界的認識主要依靠不充分的觀察和在此基礎上進行的直覺的、思辨性猜測，來把握自然現象的一般性質，因而自然科學的知識基本上是屬於現象的描述、經驗的總結和思辨的猜測。