เคมีเชิงฟิสิกส์ (อังกฤษ: physical chemistry แต่เดิมเรียกเคมีกายภาพ) คือศาสตร์สาขาหนึ่งของวิชาเคมีที่มีเนื้อหาเชื่อมโยงและคาบเกี่ยวกับวิชาการสาขาอื่นๆดังนี้การศึกษาทดลองในสาขาวิชานี้จะทำในระดับโมเลกุลแต่การสังเกตและประเมินผลจะปฏิบัติกันในระดับที่สามารถสังเกตได้ในชีวิตประจำวันเช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน ปริมาตร ความร้อนและงาน ของวัสดุในสภาวะที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส แล้วเอาไปเปรียบเทียบกับการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลที่เรามองไม่เห็น อาจกล่าวได้ว่าวิชาเคมีฟิสิกส์ก่อกำเนิดขึ้นเมื่อปี 1876 โดยวิลลาร์ด กิบส์ (Willard Gibbs) เสนอผลงานการเขียนของเขาชื่อเรื่อง "ดุลยภาพของสสารต่างชนิดกัน" (On the Equilibrium of Heterogeneous Substances) ทำให้เกิดกฎและทฤษฎีดังนี้เคมีฟิสิกส์ยุคใหม่นี้คอนข้างจะเอียงมาทางด้านฟิสิกส์มากขึ้นเพราะมีเนื้อหาดังนี้