Métodos comumente utilizadas no campo da fitoquímica são extração, fracionamento químico, separação, isolamento e elucidação estrutural (MS, RMN 1D e 2D) de produtos naturais, valendo-se de técnicas cromatográficas (MPLC, HPLC, LC-MS), dependendo do objetivo e dos compostos de interesse envolvidos no estudo, para tais métodos.

Os trabalhos em fitoquímica consistem no levantamento e estudo de componentes químicos, como princípios ativos, odores, pigmentos, moléculas da parede celular. As aplicações destes estudos podem se ramificar para a área médica e farmacêutica (através da pesquisa de novas substâncias a serem usadas em medicamentos), assim como para a taxonomia (através do uso pelos botânicos dos caracteres químicos para diferenciar as espécies), como também para a química (através dos estudos das vias metabólicas que originam as diferentes substâncias presentes nos vegetais), entre outras aplicações.