Za razumijevanje kemijske analize važno je prvo razumjeti što je kemija. Kemija je znanstveno proučavanje materije u svim njezinim oblicima, a materija je sve što ima svojstva mase – ili težine – i zauzima prostor. Znanstvenici zvani kemičari proučavaju kemiju stvari: od čega su napravljene, kako se ponašaju u određenim okolnostima, kao i sami, te kako identificirati određene kemikalije. Proces kojim se to radi naziva se kemijska analiza. Postoje dvije glavne vrste, koje se nazivaju kvalitativni i kvantitativni.
U kvalitativnoj analizi kemijska se procjena obično provodi na jednoj po jednoj tvari. Dotična tvar se naziva analit. Prvi je korak otkriti koja su svojstva jedinstvena za tu tvar, ili “razlikujuću karakteristiku”. Bilo koji broj svojstava može biti jedinstven za tvar, uključujući, ali ne ograničavajući se na solventnost (kako se tvar otapa u različitim otopinama, kao i u čemu se otapa) i apsorbira li tvar ili reflektira svjetlost. Nakon što je prvi korak testiranja dovršen, znanstvenik koji provodi analizu mora pronaći način da identificira jedinstvene karakteristike i usporedi rezultate s drugim sličnim ili suprotnim rezultatima.
Nakon što se izvrši kvalitativna analiza, znanstvenici mogu izvršiti kvantitativnu analizu ili proces određivanja koliko je određene kemikalije u miješanoj tvari. To uključuje još jednu bateriju testova koji koriste rezultate kvantitativne analize. Znanstvenici identificiraju jedinstvene karakteristike kemikalija i uspoređuju ih s drugim kvalitetama u predmetu o kojem je riječ. Ovi se procesi često izvode u specijaliziranim kemijskim laboratorijima jer je oprema specijalizirana i rukovanje određenim kemikalijama može biti opasno.
Analitičku kemiju koriste razne struke iu raznim područjima. Liječnici i drugi u medicinskim i forenzičkim područjima često izravno koriste kemijsku analizu. Farmaceutske i kozmetičke tvrtke često se oslanjaju na njegove rezultate. Taj se proces može pronaći čak i na malo vjerojatnim mjestima, kao što je proizvodnja kućanskih potrepština, proizvoda za čišćenje i potrošačke hrane. Također može igrati ulogu u drugim svakodnevnim stvarima, kao što je kada bi tvrtka pokušala oponašati proizvode drugih korporacija ili kada tvrtke mjere vlastiti utjecaj na okoliš.