Chemija yra atomų, molekulių ir jų sąveikos, vadinamos cheminėmis reakcijomis, tyrimas. Nutrūkus ir formuojant atominius ryšius, įvairūs junginiai virsta naujais junginiais, gamindami arba sunaudodami energiją. Energija gali išsiskirti šilumos arba šviesos pavidalu, pavyzdžiui, gaisro ar sprogimo metu. Išnaudojant tai, ką mokslininkai žino apie chemines reakcijas, galima pagaminti naudingų savybių turinčių cheminių medžiagų.
Šis žodis kilęs iš slengo termino, reiškiančio senesnį terminą „alchemikas“. Paprastai manoma, kad šiuolaikinė chemija prasidėjo XVII amžiuje, o labiausiai išryškėjo Roberto Boyle’o eksperimentai ir raštai. Būtent Boyle’as suformulavo Boilio dėsnį, kuris teigia, kad dujų temperatūra ir tūris yra susiję.
Kitas svarbus įvykis buvo masės išsaugojimo teorija, kurią 1783 m. sukūrė Antoine’as Lavoisier. Įstatymas teigia, kad cheminės reakcijos metu masė nesukuriama ar sunaikinama – jei kas nors uždarame inde sudegins rąstą, konteineris svers lygiai tiek pat. kaip ir prieš reakciją, tik jis bus pakeistas į pelenus. Dėl savo pastangų populiarinti chemiją ir padaryti ją prieinamesnę paprastam žmogui, Lavoisier dažnai laikomas šiuolaikinės chemijos tėvu.
Kitas didžiulis šios srities vystymosi etapas buvo apie 1800 m. Johno Daltono suformuluota atominė teorija. Atominė teorija teigia, kad medžiagos yra sudarytos iš mažų atskirų vienetų, vadinamų atomais, kurie jungiasi atominiais ryšiais. Surištų atomų sankaupa vadinama molekule. Atomai ir molekulės sudaro beveik viską, ką žmonės gali matyti, ir glaudžiai sąveikauja su energija, dažnai elektromagnetinės spinduliuotės pavidalu. Netrukus buvo suprasta, kad elektromagnetinė spinduliuotė gali išsiskirti, kai atomo elektronai pereina į žemesnės energijos būseną.
Šiandien chemija yra pagrindinė civilizacijos dalis. Jis naudojamas beveik viskam gaminti, o cheminis apdorojimas yra visur ir sunaudoja didelę viso žmonijos energijos biudžeto dalį. Būti chemijos inžinieriumi yra viena geriausiai apmokamų mokslo profesijų.