Fysikalsk kjemi er eit vitskapleg felt i overgangen mellom kjemi og fysikk. Fysikalsk kjemi dreier seg særleg om kjemisk termodynamikk, kjemisk kinetikk , kvantekjemi, statistisk mekanikk, og spektroskopi. Òg overflatekjemi og kolloidkjemi høyrer med her.

Fysikalsk kjemi er ein viktig reiskap innan materialvitskap.