เคมี  คือศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับสสาร ความสามารถของสสาร การแปรรูปของสสาร และการปฏิสัมพันธ์กับพลังงานและสสารด้วยกันเอง เนื่องจากความหลากหลายของสสาร ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของอะตอม นักเคมีจึงมักศึกษาโครงสร้าง คุณสมบัติ และการจัดเรียงอะตอมเพื่อรวมตัวกันเป็นโมเลกุล เช่น แก๊ส โลหะ หรือผลึกคริสตัล เคมีปัจจุบันได้ระบุว่าโครงสร้างของสสารในระดับอะตอมนั้นถือเป็นตัวกำหนดธรรมชาติของสสารทุกชนิด

เคมีมักจะถูกเรียกว่าเป็นวิทยาศาสตร์ศูนย์กลางเนื่องจากวิชาเคมีนั้นเชื่อมต่อวิทยาศาสตร์อื่นๆ เข้าด้วยกันอย่างเช่นฟิสิกส์ ชีววิทยา หรือแม้แต่ธรณีศาสตร์ เคมีนำทางศาสตร์จำเพาะย่อยๆมากมายซึ่งโดยทั่วไปแล้วมักจะเหลื่อมล้ำกับวิทยาศาสตร์อื่นๆ ในอัตราที่ถือว่ามากทีเดียว อย่างไรก็ตามศาสตร์จำเพาะย่อยนั้นถือว่ามีความสำคัญทางเคมีอย่างมากเฉกเช่นการผลิตและทดสอบวัตถุที่แข็งแรง การผลิตยาเพื่อรักษาโรคต่างๆ และรวมไปถึงกำหนดขั้นตอนการทำงานของร่างกายในระดับเซลล์ 

            วิวัฒนาการของวิชาเคมีแบ่งออกเป็นยุคต่างๆ ดังนี้

ยุคก่อนประวัติศาสตร์ ( ค.ศ.500 )

            - ชาวอียิปต์เป็นชนชาติแรกที่รู้จักใช้วิธีการทางเคมี และคำว่า Chemeia มีปรากฏในภาษาอียิปต์

           - เดโมคริตัส (นักปราชญ์ชาวกรีก) แสดงความคิดเห็นในเรื่องโครงสร้างของสารโดยคิดหาเหตุผลเพียงอย่างเดียว ไม่ได้ทำการทดลองประกอบให้เห็นจริง

           - อริสโตเติล รวบรวมทฤษฎีเกี่ยวกับสสาร โดยสรุปว่า สสารต่างๆ ประกอบขึ้นด้วยธาตุ 4 อย่าง คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ ในสัดส่วนที่ต่างกันสำหรับสสารที่ต่างชนิดกัน

ยุคการเล่นแร่แปรธาตุ

            ค.ศ. 500 - ค.ศ. 1500 (ตอนต้นของยุคนี้)

           - นักเคมีสนใจในเรื่องการเล่นแร่แปรธาตุให้เป็นทองคำ แต่ไม่ค่อยพบความสำเร็จเลย

              ประมาณ ค.ศ. 1100

           - ความรู้ทางเคมีได้แพร่เข้าสู่ยุโรป ในปลายยุคนี้นักเคมีล้มเลิกความสนใจการเล่นแร่แปรธาตุ

           - เริ่มสนใจค้นคว้าหายาอายุวัฒนะที่ใช้รักษาโรค

ยุคการเสาะแสวงหายาอายุวัฒนะ ( ค.ศ. 1500 - 1600 )

              - เป็นยุค Latrochemistry

           - นักเคมีพยายามค้นคว้าหายาอายุวัฒนะและบรรดายารักษาโรคต่างๆ

ยุคปัจจุบัน ( ค.ศ. 1627 - 1691)

            - เริ่มต้นจาก Robert Boyle "ศึกษาเคมีเพื่อเคมี"

          - Robert Boyle "ศึกษาเคมีเพื่อความเจริญรุ่งเรืองของเคมีโดยเฉพาะ" และ "ใช้วิธีการทดลองประกอบการศึกษาเพื่อทดสอบความจริงและทฤษฎีต่างๆ"

          - เลิกล้มทฤษฎีของอริสโตเติลที่เกี่ยวกับดิน น้ำ ลม ไฟ

          -  ลาวัวซิเยร์ (ค.ศ. 1743 - 1794) เป็นผู้ริเริ่มเคมียุคปัจจุบัน

          -  สตาฮ์ล (Stahl : ค.ศ. 1660 - 1734) ตั้งทฤษฎีฟลอจิสตัน (Phlogiston Theory)

          -  ลาวัวซิเยร์ ตั้งทฤษฎีแห่งการเผาไหม้ขึ้น ยังผลให้ทฤษฎีฟลอจิสตันต้องเลิกล้มไป

          -  John Dalton (ค.ศ. 1766 - 1844) ตั้งทฤษฎีอะตอม ซึ่งเป็นรากฐานของเคมีสมัยใหม่ แต่ทฤษฎีอะตอมก็ต้องล้มเลิกไป เนื่องจากอะตอมที่แสดงพฤติกรรมได้ทั้งอนุภาคและคลื่น

เคมีเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างและองค์ประกอบของสสาร การเปลี่ยนแปลงและกลไกของปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสสารนั้นๆ ตั้งแต่อดีตจนปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ศึกษาเกี่ยวกับสสารเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ตามจุดประสงค์ต่างๆมากมายสาขาเคมีจึงได้รับการพัฒนาการมาโดยตลอดเกิดเป็นสาขาย่อยๆหลายสาขาโดยเน้นประเด็นของการศึกษาแตกต่างกันไป อย่างไรก็ตามถ้าพิจารณาเฉพาะคำว่า “เคมี”จะพบว่า มีผู้ให้คำจำกัดความไว้หลากหลาย ดังเช่น Webster's College Dictionary ได้ให้ความหมายของเคมีว่า“เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับองค์ประกอบ สมบัติและปฏิกิริยาของสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์และสารอื่นๆอย่างเป็นระบบ” (Webster's College Dictionary, 2013: ออนไลน์) หรือความหมายที่ปรากฏใน free encyclopedia ว่า “เคมีเป็นวิทยาศาสตร์กายภาพสาขาหนึ่งที่ศึกษาเกี่ยวกับองค์ประกอบ สมบัติ และพฤติกรรมของสสาร” (Wikipedia, 2013) ซึ่งคล้ายกับความหมายของเคมีที่ปรากฏในOxford dictionaries ว่า “เคมีเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับสารที่เป็นองค์ประกอบของสสาร การศึกษาสมบัติของสาร ปฏิกิริยาและการใช้ปฏิกิริยาในการทำให้เกิดสารตัวใหม่” (2013: ออนไลน์) และภาควิชาเคมีของ University Collage Cork แห่งไอร์แลนด์ได้ให้ความหมายของเคมีว่า “เคมีเป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติ สมบัติ และองค์ประกอบของสสารและการเปลี่ยนแปลงของสาร” ( Department of Chemistry, University Collage Cork, 2013:ออนไลน์) สำหรับนักเคมีของไทยได้ให้ความหมายของคำว่าเคมีไว้ดังนี้ “เคมี เป็นวิชาที่ศึกษาเรื่องราวของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสสาร ซึ่งกล่าวถึงส่วนประกอบและสมบัติของสสาร ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของสสาร เมื่อสารมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นสภาพภายหลังการเปลี่ยนแปลงจะแตกต่างจากสภาพก่อนการเปลี่ยนแปลง โดยการเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดสารใหม่ที่มีส่วนประกอบทางเคมีต่างจากสารเดิมเป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมี หรือที่เรียกว่า ปฏิกิริยาเคมี (กฤษณา ชุติมา, 2551.)จะเห็นได้ว่า เคมีเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ที่มีความเฉพาะที่ศึกษาเกี่ยวกับองค์ประกอบ สมบัติและการเปลี่ยนแปลงของสารที่เป็นส่วนประกอบของสสาร เนื่องจากสสารรอบตัวเราล้วนมีอิทธิพลต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์เรา ดังนั้นการเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของสสารย่อมนำมาซึ่งประโยชน์ในการดำรงชีวิต จึงกล่าวได้ว่าความรู้เกี่ยวกับเคมีทำให้เราสามารถใช้สมบัติและการเปลี่ยนแปลงของสสารมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในการดำรงชีวิตในทุกด้านที่เรียกว่าปัจจัย 4 อันได้แก่ 1) อาหาร เคมีช่วยให้มนุษย์รู้จักคุณค่าของอาหาร การผลิตอาหาร การแปรรูปอาหาร การถนอมอาหาร 2) เครื่องนุ่งห่มเรื่องการนำเส้นใยจากแหล่งต่างๆมาใช้ การย้อมสีเส้นใย การผสมเส้นใยเพื่อให้มีสมบัติตามความต้องการใช้งานเหล่านี้ล้วนเป็นเรื่องระดับโมเลกุลของสสารทั้งสิ้น 3) ยารักษาโรค รวมทั้งอาหารสุขภาพที่ใช้เพื่อปรับความสมดุลของร่างกายเพื่อสุขภาพที่ดีถือเป็นบทบาทของเคมีที่มีต่อด้านการแพทย์ ซึ่งนอกจากจะช่วยดูแลด้านสุขภาพแล้วยังส่งผลให้อัตราการตายลดลงด้วย 4) ที่อยู่อาศัยและเครื่องใช้ เกิดจากการเลือกสารต่างๆตามสมบัติที่เหมาะสมต่อการใช้งานในลักษณะต่างๆ ซึ่งช่วยให้ชีวิตมีความสะดวกสบายขึ้น

ความอยู่รอดของมนุษย์อยู่ที่การรู้จักปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมหรือการปรับสิ่งแวดล้อมให้เหมาะสมกับการดำรงชีวิต ถ้าการปรับเปลี่ยนสสารเกิดขึ้นในระดับโมเลกุลจะเรียกว่าสสารเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีซึ่งต้องอาศัยการเกิดปฏิกิริยาเคมีนั่นเอง นักวิทยาศาสตร์ในอดีตมีความพยายามที่จะเปลี่ยนสารต่างๆให้เป็นสารตามที่ต้องการเพื่อนำสารที่ต้องการไปใช้ประโยชน์ต่างๆ กันอย่างกว้างขวาง ดังปรากฏในประวัติและพัฒนาการความรู้สาขาวิชาเคมีในอดีตที่เรียกว่ายุคเล่นแร่แปรธาตุยุคการสังเคราะห์ยาอายุวัฒนะ และปัจจุบันนำไปสู่ความพยายามสังเคราะห์สารต่างๆ ในรูปของอาหารเพื่อสุขภาพมีจำหน่ายอยู่อย่างมากมาย การเรียนรู้วิชาเคมีจึงมีส่วนช่วยให้มีความรู้ในการปฏิบัติตัวที่เหมาะสมในการดำเนินชีวิตประจำวัน

ความรู้ในวิชาเคมีมีความเชื่อมโยงกับศาสตร์ในวิชาฟิสิกส์ การแพทย์ โลกและดาราศาสตร์รวมทั้งวิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

การหาคำตอบเกี่ยวกับสสารในวิชาเคมีต้องอาศัยการปฏิบัติการทดลอง (Experiment)ที่เริ่มต้นจากการสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติและเมื่อได้ข้อสรุปจากการทดลองที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ธรรมชาติได้ก็เรียกความรู้นั้นว่าทฤษฎี (theory) แต่เนื่องจากสสารรอบตัวเรามีมากมายหลายชนิดการจัดกลุ่มการศึกษาสสารจึงช่วยให้เกิดระบบระเบียบในการศึกษาและการเชื่อมโยงอย่างมีประสิทธิภาพ นักเคมีจึงแบ่งสาขาวิชาเคมีออกเป็นสาขาต่างๆที่มีลักษณะเฉพาะต่างๆ กัน ดังนี้

1. เคมีอินทรีย์ (Organic Chemistry) เป็นสาขาที่เน้นการศึกษาเกี่ยวกับสารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ

2. เคมีอนินทรีย์ (Inorganic Chemistry) เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับสารที่เกิดมาจากแร่ธาตุต่างๆ

3. เคมีวิเคราะห์ (Analytical Chemistry) เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับวิธีการหาส่วนประกอบของสารทั้งในด้านคุณภาพวิเคราะห์ และปริมาณวิเคราะห์

4. เคมีฟิสิกส์ (Physical Chemistry) เป็นสาขาที่ศึกษาถึงความจริง กฎ และทฤษฎีต่างๆ ที่ใช้อธิบายการเปลี่ยนแปลงของสาร

5. ชีวเคมี (Biochemistry) เป็นสาขาที่ศึกษาถึงกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตและสารต่างๆ ที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิต

อย่างไรก็ตาม ยังมีการกำหนดสาขาย่อยของเคมีเพื่อแสดงลักษณะเฉพาะย่อยที่ศึกษาเกี่ยวกับสารอีกมาก เช่น เคมีไฟฟ้า เคมีนิวเคลียร์ เคมีธรณี เคมี-วิศวกรรม เคมีอุตสาหกรรม เคมีเภสัช เคมีเทคนิค เคมีอาหาร เคมีเกษตร เคมีดาราศาสตร์ เคมีนิเวศวิทยา เป็นต้น

ฉะนั้นจึงสรุปได้ว่าความก้าวหน้าของสังคมโลกในยุคโลกาภิวัฒน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตในปัจจุบัน ล้วนเป็นผลมาจากการค้นพบและการประยุกต์ใช้กฎของธรรมชาติ (Laws of nature) อันเป็นลักษณะเฉพาะและธรรมชาติของเคมี

จากธรรมชาติของเคมี สาขาต่างๆของเคมีและความสัมพันธ์ของความรู้ในสาขาเคมีที่มีต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นที่มนุษย์ควรเรียนรู้เรื่องราวของสาขาเคมี สอดคล้องกับแนวคิดของ Anne Helmenstine ซึ่งจบการศึกษาระดับปริญญาตรีด้วยวิชาเอกสาขาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์และวิชาโทสาขาเคมีจาก Hastings College ใน Nebraska และจบการศึกษาระดับปริญญาเอกจาก University of Tennessee และมีประสบการณ์สอนวิชาเคมี ชีววิทยา และฟิสิกส์ในโรงเรียนมัธยมศึกษา วิทยาลัย มหาวิทยาลัยได้ให้เหตุผล 10 ประการที่แสดงถึงความจำเป็นที่คนเราต้องเรียนเพื่อให้มีความรู้ในสาขาเคมี ว่า 1) เคมีช่วยให้เราเข้าใจโลกรอบตัว เช่น ทำไมต้นไม้มีสีเขียวสบู่ทำจากอะไร ทำไมจึงใช้ทำความสะอาดได้ คำถามเหล่านี้หาคำตอบได้จาดเคมีประยุกต์ 2) ความเข้าใจพื้นฐานของเคมีช่วยให้เราเข้าใจคำอธิบายเกี่ยวกับสินค้าต่างๆ 3) เคมีช่วยให้ให้เราตัดสินใจทางเลือกในการซื้อสิ้นค้าจากคำโฆษณาได้ 4) เคมีช่วยให้เราเป็นผู้ประกอบอาหารที่ปรุงอาหารได้เหมาะสมความต้องการเพราะเคมีเป็นหัวใจของการประกอบอาหาร การปรุงอาหารเป็นเรื่องของปฏิกิริยาเคมี เราควรให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดตอนไหน เพียงใดเพื่อให้อาหารมีคุณสมบัติตามที่เราต้องการล้วนเป็นความรู้จากสาขาเคมีทั้งสิ้น 5) ความรู้ในสาขาเคมีช่วยให้เราปลอดภัยจากการใช้สารเคมีในบ้าน เพราะเคมีช่วยให้เรารู้ว่าสารเคมีใดอันตรายเมื่อนำมาผสมกัน สารใดใช้ได้อย่างปลอดภัย 6) เคมีฝึกให้เรามีทักษะการให้เหตุผลและแก้ปัญหา 7) เคมีช่วยให้เราเข้าใจเหตุการณ์ปัจจุบันที่กำลังเกิดขึ้นรวมทั้งข่าวสารเกี่ยวกับปิโตรเลียม มลภาวะ สิ่งแวดล้อมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี 8) เคมีทำให้ชีวิตเข้าใจความลึกลับบางอย่างของสารเพราะเคมีสามารถอธิบายเกี่ยวกับการทำงานของสิ่งต่างได้9) เคมีช่วยให้มีอาชีพ หลายอาชีพต้องอาศัยผู้มีความรู้ในสาขาเคมี หรือถ้าต้องการเลือกทำอาชีพอื่นทักษะการคิดวิเคราะห์ที่เราได้จากการเรียนเคมีก็จะช่วยให้เราคิดได้ 10) เคมีสนุก มีโครงการที่น่าสนใจมากมายที่สามารถใช้วัสดุรอบตัวในชีวิตประจำวันของเรา

จะเห็นได้ว่าความรู้ในสาขาเคมีนอกจากเป็นความรู้ที่ใช้เป็นพื้นฐานในการศึกษาในวิทยาศาสตร์สาขาต่างๆแล้วยังช่วยให้เราเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมรอบตัว รู้จักใช้สารรอบตัวให้เกิดประโยชน์ได้อย่างปลอดภัยด้วย

สรุป เหตุผล สำคัญที่ต้องเรียนวิชาเคมีเนื่องจากวิชาเคมีเป็นรากฐานของวิทยาศาสตร์พื้น ฐานที่มีความสำคัญและมีคุณค่าต่อการดำรงชีวิตประจำวันของมนุษย์ในทุกๆ ด้าน ซึ่งเป็นผลจากการค้นพบและการประยุกต์ใช้กฎต่างๆ ทางเคมี จึงมีความจำเป็นที่ต้องศึกษากฎและหลักการพื้นฐานทางเคมีเพื่อให้สามารถคิดค้นหรือใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอันเป็นผลจากความก้าวหน้าทางเคมี