นักเคมีกายภาพคือนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาวิชาเคมีกายภาพสาขาวิชาเคมีที่มุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบปรากฏการณ์ทางเคมีภายในกฎทางกายภาพ นักเคมีดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะทำการวิจัยเพื่อค้นหากลไกทางกายภาพและเหตุผลที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์ทางเคมีเช่นปฏิกิริยาและการกระจายพลังงาน วิธีการทางเคมีเชิงฟิสิกส์ถูกนำไปใช้กับสาขาวิชาเคมีต่าง ๆ รวมถึงอุณหพลศาสตร์จลนพลศาสตร์เคมีความสัมพันธ์ระหว่างแรงระหว่างโมเลกุลกับลักษณะทางกายภาพและการนำไฟฟ้า นักเคมีเชิงกายภาพสามารถหางานได้ในหลากหลายสาขารวมถึงการวิจัยการศึกษาและอุตสาหกรรม โดยทั่วไปแล้วการศึกษาระดับปริญญาโทขั้นสูงนั้นจำเป็นต้องมีความก้าวหน้าในสาขาเหล่านี้
มีสองระดับที่แตกต่างกัน แต่มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดซึ่งนักเคมีทางกายภาพสามารถศึกษาปรากฏการณ์ทางเคมี: ในระดับมหภาคซึ่งมีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติของกลุ่มโมเลกุลขนาดใหญ่หรือระดับโมเลกุล และวิธีการที่กลุ่มโมเลกุลขนาดเล็กมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน เป้าหมายร่วมกันในวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์คือการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของโมเลกุลและคุณสมบัติของโมเลกุล แรงตึงผิวเป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งนี้ - ตัวอย่างเช่นแมลงบางชนิดสามารถเดินบนพื้นผิวของน้ำได้เนื่องจากคุณสมบัติที่เหนียวของโมเลกุลของน้ำ
เคมีเชิงฟิสิกส์แบ่งออกเป็นหลายสาขาย่อย แต่การศึกษาที่พบบ่อยที่สุดคืออุณหพลศาสตร์กลศาสตร์ควอนตัมและจลนพลศาสตร์เคมี นักเคมีเชิงฟิสิกส์ที่ศึกษาอุณหพลศาสตร์มีความสนใจในการเคลื่อนไหวและการแลกเปลี่ยนพลังงานในปรากฏการณ์ทางเคมีโดยเฉพาะปฏิกิริยาทางเคมี กลศาสตร์ควอนตัมครอบคลุมการศึกษาโครงสร้างของอะตอมและโมเลกุลและสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกว่าเหตุใดปฏิกิริยาบางอย่างจึงเกิดขึ้น นักเคมีกายภาพที่สนใจศึกษาและควบคุมอัตราปฏิกิริยาเคมีจะศึกษาจลนพลศาสตร์เคมี มันเป็นเรื่องผิดปกติสำหรับบุคคลที่จะศึกษาเพียงหนึ่งในพื้นที่เหล่านี้เพื่อการยกเว้นของคนอื่น ๆ ทั้งหมดเนื่องจากมีการทับซ้อนกันระหว่างสาขาย่อยที่แตกต่างกันในวิชาเคมี
องค์กรต่าง ๆ มากมายจ้างนักเคมีกายภาพที่มีทักษะ ผู้เชี่ยวชาญเหล่านี้สามารถหาได้ทั้งงานสอนและงานวิจัยที่มหาวิทยาลัยหรือสถาบันวิจัยเป็นต้น นอกจากนี้ยังมีตำแหน่งงานสำหรับนักเคมีกายภาพในอุตสาหกรรมเนื่องจาก บริษัท ที่ได้รับผลกำไรจากกระบวนการทางเคมีมักจะมองหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ สถาบันวิจัยของรัฐบาลและทหารหลายแห่งยังจ้างนักวิทยาศาสตร์ประเภทนี้ นักเคมีทางกายภาพอาจทำงานในโครงการประเภทต่าง ๆ หลากหลายประเภทรวมถึงพลังงานที่มีประสิทธิภาพชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์ที่มีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์
