Фізичну хімію підрозділяють на декілька основних розділів, які характеризують напрямок розвитку цієї науки та її предмет.

Будова речовин – розділ, що вивчає взаємозв’язок між будовою речовин та їх фізико-хімічними властивостями, а також агрегатні стани речовин і природу хімічного зв’язку в речовинах.

Хімічна термодинаміка вивчає переходи енергії з однієї форми в іншу або від однієї системи до іншої під час перебігу фізико-хімічних процесів, можливість і напрямок перебігу цих процесів. Засвоєння основних законів термодинаміки дозволяє визначати теплові ефекти хімічних реакцій і фазових переходів (розчинення, випаровування, кристалізації тощо), калорійність харчових продуктів і т.д.

Вчення про розчини – розділ, в якому вивчають структуру розчинів, їх фізико-хімічні властивості, а також процеси утворення розчинів і особливості перебігу в них хімічних реакцій.

Електрохімія – наука, що вивчає процеси взаємного перетворення хімічної та електричної форм енергії під час перебігу хімічних реакцій. Електрохімічні методи аналізу на цей час є одними з найпоширеніших методів дослідження харчових продуктів.

Хімічна кінетика – розділ фізичної хімії, що вивчає швидкість хімічних реакцій, механізм та закономірності їх перебігу. Знання положень хімічної кінетики надає можливість розробляти і регулювати технологічні процеси у виробництві харчової продукції, контролювати її вихід.

Предметом вивчення колоїдної хімії є поверхневі явища та фізико-хімічні властивості дисперсних систем, а також процеси, що відбуваються в дисперсних системах і розчинах високомолекулярних сполук (ВМС).

Поверхневі явища і адсорбція – це розділ колоїдної хімії, в якому вивчаються будова і властивості поверхневих шарів твердих тіл і рідин, а також процеси, що відбуваються на поверхні розділу фаз (адгезія, адсорбція, змочування, розтікання і т.д.).

Дисперсні системи – це системи, в яких одна або декілька речовин знаходиться в подрібненому стані. Розділ колоїдної хімії, що вивчає властивості дисперсних систем є найважливішим для технологів харчової промисловості, оскільки практично всі харчові продукти є дисперсними системами до складу яких обов’язково входять ВМС.

1.2 Теоретичні методи дослідження фізичної хімії

У фізичній хімії використовують три незалежних методи дослідження: термодинамічний, статистичний і квантово-механічний.

Квантово-механічний метод ґрунтується на вченні про будову і властивості окремих атомів і молекул та взаємодію між ними. Метод має особливе значення для розрахунків хімічної рівноваги і кінетики.

Статистичний метод ґрунтується на дослідженні систем, які складаються з великого числа часточок, що перебувають у хаотичному тепловому русі, на основі даних про фізико-хімічні властивості окремих молекул. Цей метод потребує знання механізму досліджуваних процесів.

Термодинамічний метод дозволяє кількісно визначати фізико-хімічні властивості речовин. Це найважливіший метод під час дослідження впливу різних факторів на фізико-хімічні процеси, що перебігають в термодинамічних системах. Метод дає можливість визначити точні співвідношення між енергією та властивостями системи, не потребуючи при цьому будь-яких відомостей про будову молекул або механізм процесу.