彼得堡大学的一堂课程（A Course in True Physical Chemistry）上首次提出。在讲座的序言中他提出了物理化学的定义：「物理化学是要解释在化学反应的许多机制其实际内涵的化学。」19世纪后期关于化学热力学，溶液的电离学说，化学动力学等方面的研究，奠定了物理化学这一学科形成和发展的基础。物理化学史上的一个里程碑事件，是1876年美国化学家约西亚·吉布斯发表的《论非均相物体的平衡》一文，其中提出了吉布斯能，化学势等物理化学中的基本概念，并阐明了化学平衡、相平衡、表面吸附等现象的本质。