理论化学（Theoretical Chemistry）运用非实验的推算来解释或预测化合物的各种现象。理论化学可以泛泛地分为电子结构、动力学和统计力学几个方面。在解决预测化合物的反应活性的问题时，这几个方面都可能不同程度地涉及到。理论化学其他“五花八门的” 研究领域包括对处于各物态的大块物质化学的数学表征(例如，化学动力学的研究)和研究更晚近的数学进展在基础研究的适用性(例如拓扑学原理在研究电子结构方面的可能应用)。理论化学的这一方面有时被称为数学化学。理论化学的应用领域可以包括：原子物理、分子物理、生物化学，凝聚态物理学, 纳米技术或分子生物学等。理论化学的很大一部分可以被归类为计算化学，虽然计算化学通常指的是理论化学的具体应用并设计一些近似处理，例如一些后哈特里-福克类型的方法，密度泛函理论，半经验方法 (如PM3) 或各种力场方法。有些化学理论家应用统计力学提供了联系量子世界的微观现象和体系大块物质的宏观性质的桥梁。
理论化学分支：
量子化学：量子力学在化学中的应用
计算化学：计算机代码在化学中的应用
分子模拟：包括一些分子结构模型化的方法，这些方法并不仅局限于量子力学理论的范畴。例如分子对接，蛋白质对接，药物设计和组合化学等。
分子动力学：应用经典力学来模拟体系（原子和分子的集合）各原子核的运动。
分子力学：以各种相互作用力的加和来模拟分子内及分子间相互作用的势能面。
数学化学：使用各种数学方法(而不必诉诸量子力学)来讨论及预测分子结构。
理论反应动力学：对与反应化合物相关的动态体系及其相应的微分方程的理论研究。
托福考试:100
雅思考试:7.0
物理化学就业稍微窄些，但是化学整体上不错，因为化学化工产业比较成规模，有很多大公司需要化学人才，如杜邦，陶氏化学，GE，英国石油，壳牌，爱克森美孚等。
