Cele cinci ramuri principale ale chimiei sunt chimia organică, chimia anorganică, chimia analitică, chimia fizică și biochimia. Chimia poate fi împărțită în mai multe sub-ramuri care pot fi sub mai multe ramurile principale. Unele sub-ramuri includ chimie medico-legală, chimie medicamente, chimie materiale și chimie nucleară.
Chimia organică este studiul materialelor care conțin carbon și sunt astfel considerate materie vie. Acestea includ combustibil, materiale plastice, aditivi alimentari și medicamente. Sub-ramurile legate de chimia organică includ stereochimia, chimia medicamentelor, chimia organometalică și chimia polimerilor.
Chimicile anorganice studiază moleculele și materialele care nu au hidrocarburi și sunt considerate neviabile. Multe materiale care conțin metal sunt anorganice. Sub-ramurile chimiei anorganice includ chimia nucleară, chimia bioinorganică, geochimia și chimia anorganică industrială.
Chimia analitică constă din două sub-ramuri: analiza cantitativă și calitativă a materiei. Acest domeniu constă, de asemenea, în dezvoltarea instrumentelor necesare pentru efectuarea analizei. Chimia analitică este utilizată în domenii precum știința mediului, medicina legală și testarea medicamentelor.
Chimia fizică este studiul comportamentului unei molecule și modul în care proprietățile sale fizice ajută la menținerea acesteia împreună. Se referă domeniul fizicii la chimie. Sub-ramurile chimiei fizice includ electrochimia, termochimia, mecanica cuantică și cinetica chimică.
Biochimia este studiul modului în care apar procesele chimice în cadrul unui organism viu. Sub-ramurile biochimiei includ endocrinologie, enzimologie, biochimie clinică și biochimie moleculară.