幕末から明治初期にかけての日本では、化学は舎密（セイミ）と呼ばれた。舎密は化学を意味するラテン語系オランダ語 Chemie （この単語自体の意味は「科学」）の音訳である。日本で初めての近代化学を紹介する書となったのは、江戸時代の宇田川榕菴の『舎密開宗』（せいみかいそう）である。原著はイギリスの化学者ウィリアム・ヘンリーが1801年に出版した An Epitome of Chemistry である。宇田川榕菴はこれらの出版に際し、日本語のまだ存在しなかった学術用語に新しい造語を作って翻訳した。酸素、水素、窒素、炭素といった元素名や酸化、還元、溶解、分析といった化学用語は、宇田川榕菴によって考案された造語である。「化学」という単語は川本幸民が著書『化学新書』（1861年）で初めて用い、後に明治政府が正式に採用した。これは、他の学問用語と同様に日本から中国などへ伝わった和製漢語の一つとされていたが、近年では中国語からの借入語であるとされている。中国では、「化学」という単語は墨海書館が発行した月刊誌『六合叢談』の1857年の号が初出である。一般には、中国語の単語「化学」は徐寿がイギリスの専門書『化学鑑原』（1871年）を翻訳する際に造ったと信じられてきた。
原子や分子がある程度の量あつまると、特徴的な性質をもった集団を形成する。これを相といい、大きく分けて固体、液体、気体（物質の三態）などがある。閉鎖系において物質がこれらの相を取るには温度と圧力が影響し、相律という法則に則った状態を取る。これは物質ごとに相図というグラフで示される。気体は反応に乏しく、体積や圧力など物理的性質や変化などを中心に扱う。しかしそれらのマクロ的なふるまいは、気体では分子が単独で存在する、というミクロな分子の構造や性質に由来する。なお、気体が電離した状態であるプラズマについても、プラズマ化学という分野で取り扱う。液体は分子間力の点から気体と固体の中間にある。加熱や冷却によって気化・蒸発や凝固など相の変換を起こす。これは化学における重要な物質生成手段である蒸留にかかわる。また、2つ以上の成分でできた液体、溶液に関して化学では、溶媒と溶質による分散系の性質、浸透圧や粘性また表面張力・界面張力なども扱う。固体は基本的に原子が規則的に配列する結晶質と、規則性に乏しく固体と液体の中間とも言えるアモルファス（非晶質）に分けられる。結晶質は複数の結晶構造いずれかを取り、その性質を特徴づける。また、粒子の種類や力から分類される結晶には、金属結晶・イオン結晶・分子結晶・共有結晶などがある。結晶構造を持ちながら液相的性質を持つ物質は液晶と呼ばれ、一部にベンゼン環のような平面の構造を持つ共通点がある。
分子は、その物質が持つ特性を維持したまま分割できる最小の単位と言える。静電気力で結合するイオン結合には方向性が無いが、共有結合は異方性がある。簡単な共有結合分子は原子価殻電子対反発則で説明され、これに電子軌道の考え方を加えれば、分子やイオンの構造についての理論的根拠になる。その一方で、同じ種類と数の元素が組み合わさった分子でも、その構造で物性に差があることが判明している。不斉炭素原子と共有結合する4つの原子団が結合する位置の違いから生じる光学異性体や立体異性体や、また炭素などの二重結合部分が回転しないために生じる幾何異性体などは、同一の構造式でありながら異なる性質を持つ分子となる。ベンゼン環に結合する置換基の位置（オルトなど）による位置異性体も一例に当たる。エタン類など回転が可能な分子においても、立体障害などによる特性の差異は生じる。さらに近年では知恵の輪のようなカテナンやサッカーボールもどきのフラーレンなど、風変わりな構造を持つ分子も発見されている。
物質は原子から構成されるが、その原子が結びついて分子をつくる。この結び付きを化学結合と呼び、これを理解することで化学は発展してきた。19世紀以前、原子間の結びつきは化学反応を説明するために考えられた。基礎的な概念に当たる化学親和力や、続く電気化学的二元論や原子価説が提唱されたが、それでも一部の結合しない原子の組み合わせを説明できなかった。20世紀に入りドイツのヴァルター・コッセル(en)がイオン結合を理論化し、それでも解釈不能な水素分子など無極性分子の説明にアメリカのギルバート・ルイスとアーヴィング・ラングミュアがそれぞれ独立に共有結合の概念を提案した。量子力学は分子構造論も深化させ、二原子分子の安定を説明した交換相互作用、分子軌道や原子軌道を明らかにした波動関数、金属結合の実際を自由電子モデルから進めたバンド理論などをもたらした。
アンドリュー・テーラー・スティル（Andrew Taylor Still, 1828年8月6日 - 1917年12月12日）は、アメリカの医師。オステオパシーの創始者であり、「オステオパシー療法の父」と言われている。スティルは、1828年にバージニア州で生まれた。父親はメソジストの牧師であると同時に、医師であった。幼い頃にスティルは父親の跡を継いで医師になると決め、医学を学んだ後は父親の元で修行を積み、ミズーリ州でM.D.の資格を得た。また、後の1860年代初頭には、ミズーリ州カンザスシティの学校で外科医の単位も追加取得した。南北戦争には、北軍の従軍医師として参加している。南北戦争の後、彼は3人の息子（2人が実子、1人は養子）を脊髄膜炎で失い、正当医学は完璧ではなく時に有害ですらあるとの結論を得た。彼は、それからの十年間、人体について研究し、病のよりよい扱い方を見つけだした。彼は自身の研究や臨床的な観察により、人の筋肉や骨格の仕組みが、健康や疾病に重大な役割を果たすと考え、もしそれら筋肉や骨格に適切な刺激を与えることが出来るならば、健康を維持することが出来るに違いないとした。また、今もなおオステオパシーの手技として知られているやり方で治療行為を行うことにより、身体の構造中の問題を修正することによって、身体は適切に機能し、かつ自己治癒力が改善されるかもしれないと信じた。さらに、彼は、予防医学についての考えを押し進め、医師は病だけではなく、患者の全体としての治療に注目すべきとの考えを支持した。これらの確信は、新しい医学的アプローチを形成し、オステオパシーの基礎となった。この思想に基づき、スティルは、オステパシーの最初の学校となる最初の学校American School of Osteopathy（アメリカン・スクール･オブ・オステオパシー(現在のA. T. Still University)をミズーリ州のカークスビルに設立した。