Fizika kemio estas scienca branĉo, kiu aplikas fizikajn konceptojn kaj metodojn por priskribi kemiajn fenomenojn. Ĝi estas formita de teoriaj kaj eksperimentaj priskribantaj bazoj por la tuto de la kemio inkluzive de organika, neorganika kaj analiza kemio. En ĝi oni studas kemian ekvilibron, gradon de la kemiaj reakcioj kaj fizikajn propraĵojn de la substancoj, ankaŭ influon de temperaturo, premo, elektro kaj lumo sur ili. En la fizika kemio ĉiun sistemon oni povas rigardi el tri vidpunktoj: termodinamika, kiu studas kvalitojn de granda nombro da molekuloj en sia ensemblo, kinetika, kiu studas kemiajn ŝanĝiĝojn tra tempo kaj studo de la molekula strukturo, kiu ankaŭ estas studo de elektrona kaj atoma aranĝoj, kiuj estiĝas laŭ leĝoj de la kvantuma mekaniko. Ĉi lasta aliro, kiu ĉefe estas teoria helpas ekkonon de kemiaj ligoj, kiuj estas kaŭzoj de la strukturo de materialoj.
Fizika kemio do provizas ankaŭ la bazon de Materialscienco.