Fiziksel bir kimyager, fiziksel olayları fiziksel yasalar çerçevesinde incelemeye odaklanan bir kimya kimyası olan fiziksel kimyayı inceleyen bir bilim adamıdır. Bu tür kimyagerler, reaksiyonlar ve enerji dağıtımı gibi kimyasal olayların arkasındaki fiziksel mekanizmaları ve nedenleri keşfetmeyi amaçlayan araştırmalar yapma eğilimindedir. Fiziksel kimyadaki yöntemler, termodinamik, kimyasal kinetik, moleküller arası kuvvetler ve fiziksel özellikler arasındaki ilişki ve elektriksel iletkenlik gibi birçok farklı kimya alanına uygulanır. Fiziksel bir kimyager, araştırma, eğitim ve endüstri de dahil olmak üzere çeşitli alanlarda iş bulabilir. Genel olarak, bu alanlardan herhangi birinde ilerlemek için ileri bir lisans derecesi gerekir.
Fiziksel bir kimyagerin kimyasal olayları çalışabileceği iki ama yakından ilişkili seviye vardır: büyük molekül gruplarının ortaya çıkan özelliklerine veya tek tek moleküllerin nasıl davrandığına odaklanan moleküler seviyede odaklanma eğiliminde olan makroskopik düzeyde ve küçük molekül gruplarının birbirleriyle nasıl etkileşime girdiği. Fiziksel kimyada ortak bir amaç, moleküler özellikler ve makroskopik özellikler arasındaki ilişkileri açıklamaktır. Yüzey gerilimi buna iyi bir örnek teşkil eder - örneğin bazı böcekler, su moleküllerinin yapışma özelliklerinden dolayı su yüzeyinde yürüyebilir.
Fiziksel kimya birçok farklı alt alana bölünmüştür, ancak en çok incelenen termodinamik, kuantum mekaniği ve kimyasal kinetiktir. Termodinamik inceleyen fiziksel bir kimyager, kimyasal olaylardaki, özellikle kimyasal reaksiyonlardaki, enerji hareketi ve değişimi ile ilgilenmektedir. Kuantum mekaniği, atomların ve moleküllerin yapısının incelenmesini kapsar ve belirli reaksiyonların neden olduğu gibi gerçekleştiğine dair içgörü sağlayabilir. Kimyasal reaksiyonların oranlarını çalışmak ve manipüle etmek isteyen fiziksel bir kimyager muhtemelen kimyasal kinetiği çalışacaktır. Bireyin, kimyadaki farklı alt alanlar arasında çok fazla örtüşme olduğu için, bu alanlardan yalnızca birini diğerlerinin dışlanması için incelemesi olağandışıdır.
Birçok farklı kuruluş yetenekli fiziksel kimyagerleri işe alır. Bu uzmanlar, örneğin üniversitelerde veya araştırma enstitülerinde hem öğretim hem de araştırma çalışmaları bulabilirler. İşler ayrıca, kimyasal işlemlerden yararlanan şirketler sürekli süreçlerini optimize etmenin yollarını aradığı için, sektördeki fiziksel kimyagerler için de sıklıkla mevcuttur. Birçok hükümet ve askeri araştırma kurumu da bu tür bilim insanlarını işe alıyor. Fiziksel bir kimyager, verimli enerji, termodinamik olarak kararlı bilgisayar parçaları ve endüstriyel kimyasal işlemlerin hızlandırılması dahil olmak üzere çeşitli farklı tiplerdeki projeler üzerinde çalışabilir.
