Inom
teoretisk kemi använder man sig av fysik för att förklara eller förutsäga
kemiska fenomen. Under senare år har störst fokus legat på
kvantkemi, det vill säga användandet av
kvantmekanik för att lösa problem inom kemin. Teoretisk kemi kan grovt delas upp i områdena elektronstruktur,
dynamik och
statistisk mekanik. Dessa områden kan ingå i olika grad när man försöker att förutsäga kemisk
reaktivitet.