Fizička hemija je nastala kombinovanjem znanja iz fizike, hemije, termodinamike i kvantne mehanike da bi se opažene makroskopske pojave opisale na atomskom i molekulskom nivou, dakle, fizička hemija se bavi vezom između mikroskopskih i makroskopskih osobina materije. Na primer, veličina molekula u tečnosti može da se odredi na osnovu merenja njenog indeksa prelamanja i gustine, ili na osnovu toplotnog kapaciteta i površinskog napona.
Poznati istraživač Gilbert njutn Luis je kratko rekao "Fizička hemija je sve što je zanimljivo."
