Kemija je proučavanje atoma, molekula i interakcija kojima prolaze, koje se nazivaju kemijske reakcije. Razbijanjem i stvaranjem atomskih veza razni spojevi se mijenjaju u nove spojeve, bilo da proizvode ili troše energiju u procesu. Energija se može osloboditi u obliku topline ili svjetlosti, kao u požaru ili eksploziji. Iskorištavanjem onoga što znanstvenici znaju o kemijskim reakcijama, mogu se proizvesti kemikalije s korisnim svojstvima.
Riječ potječe od žargonskog izraza za stariji izraz, “alkemičar”. Općenito se smatra da je moderna kemija započela u 17. stoljeću, najistaknutije eksperimentima i spisima Roberta Boylea. Boyle je bio taj koji je formulirao Boyleov zakon, koji tvrdi da su temperatura i volumen plina povezani.
Još jedna važna prekretnica bila je teorija očuvanja mase koju je razvio Antoine Lavoisier 1783. Zakon tvrdi da se kemijskom reakcijom ne stvara niti uništava nikakva masa – ako netko spali trupac u zatvorenom spremniku, spremnik će težiti točno toliko kao i prije reakcije, samo će se promijeniti u pepeo. Zbog svojih nastojanja da popularizira kemiju i učini je dostupnijom običnom čovjeku, Lavoisier se često smatra ocem moderne kemije.
Još jedna velika prekretnica u razvoju polja bila je formulacija atomske teorije od strane Johna Daltona oko 1800. Atomska teorija smatra da su tvari sastavljene od malih pojedinačnih jedinica zvanih atomi koje se međusobno povezuju atomskim vezama. Agregacija vezanih atoma naziva se molekula. Atomi i molekule čine gotovo sve što ljudi mogu vidjeti i usko su u interakciji s energijom, često u obliku elektromagnetskog zračenja. Ubrzo se shvatilo da se elektromagnetsko zračenje može osloboditi kada elektroni u atomu prijeđu u niže energetsko stanje.
Danas je kemija temeljni dio civilizacije. Koristi se za proizvodnju gotovo svega, a kemijska obrada je sveprisutna i troši veliki dio ukupnog energetskog proračuna čovječanstva. Biti kemijski inženjer jedna je od najplaćenijih znanstvenih karijera.