化学科学的基础学科是在19世纪形成的，并导致了化学科学从整体向专业化方向的发展。道尔顿的化学原子论和阿佛加德罗的分子假说是19世纪化学阐述各种问题的基本理论依据。由此可见，化学科学认识的深化是从原子层次开始的——新的化学前沿（或称化学新时代）就这样出现了。进入20世纪以后，化学一方面沿着物质结构层次的微观方向（如原子核和基本粒子）深入发展，相应地形成了核化学和基本粒子化学等前沿领域。另方面沿着物质结构层次的宏观方向发展，形成了新的前沿（如高分子化学和凝聚态化学、地球化学和宇宙化学等）。凝聚态化学是现代化学前沿的一个重要组成部分，重点研究凝聚态的物理化学性质与化学组成、微观结构和化学反应之间的关系及有关材料的应用。该前沿领域与量子化学、结构化学等密切相关。上述物质结构层次及其研究各个层次的化学学科，在其发展过程中是相互渗透、互为促进的，进而不断形成许多新的边缘学科和交叉学科。