物理化学是化学的理论基础，用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论，或者研究普遍适用于各个化学分支的理论问题。经典物理化学的核心是化学热力学和化学动力学。热力学第一定律是关于能量转化的定律，通过它可以计算一个化学反应在特定条件下进行时能够放出或者吸收多少能量；热力学第二定律是关于过程进行方向和限度的判据，可以判断化学反应能否进行和理论转化率；动力学则是研究化学反应速率及机理的科学。