恒星通过核聚变将氢和氦转化为其他所有元素，并在漫长岁月中通过将这些元素散布到宇宙的各个角落。
物质在四种基本作用力下的演变是一个庞大、迷人且复杂的主题，本文将其精华浓缩呈现。这一演变从简单的原子开始，一直延伸到复杂的生物分子，如蛋白质和DNA。
人类对化学的兴趣源远流长。我们利用化学反应如燃烧来发展其他化学技术，包括烹饪食物、冶炼金属和制造玻璃等等。人类文明的许多进步都离不开化学的发展。
从最小的尺度看，化学涵盖了从化肥、新材料到物的所有领域。我们首先从元素周期表中的原子开始研究，周期表将不同类型的原子（包括原子核周围绕转的电子）有序排列。原子结合形成分子，不同的分子组合则形成化合物。化合物的化学性质与其组成元素截然不同。例如，氢气易燃，氧气助燃，但它们结合形成的水（H₂O）既不会也不会支持燃烧。
化合物不一定由单个分子构成，许多固体如金属或盐类具有由重复原子基团（晶胞）组成的晶体结构。当多种物质混合时，就形成了像周围的空气或蛋糕这样的混合物。原子通过化学键结合在一起，通过夺取或共享电子来降低总体能量。科学界的普遍法则是万物都趋向能量最低状态，化学键是原子实现该状态的方式之一。理解化学物质中的能量流动对于判断反应能否发生至关重要。
化学反应是化学的核心，包括化合物如何反应、为何反应以及反应后留下什么物质。所有反应都遵循化学定律，其基础是质量守恒和能量守恒。动力学研究反应速度以及控制反应速度的因素。电子转移的反应称为氧化还原反应。氧化意味着失去电子，还原意味着获得电子，两者必须同时发生。例如，钠与氯的反应中，氯是氧化剂，钠是还原剂。
物理化学从物理学角度研究化学系统，包括运动、热力学和量子特性等。分支领域包括电化学（对电池至关重要）和材料科学（研发新材料）。分析化学测定样品的成分及其含量，传统和现代技术包括沉淀法、色谱法、光谱法等。质谱法通过电磁场根据物质的质量将其分离。化学的主要领域包括无机化学、有机化学和生物化学。有机化学研究含碳化合物，特别是生物体中的有机物，其应用包括化肥、塑料、品、香料和食品添加剂等。生物化学研究生物分子，如碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸（DNA/RNA），彻底改变了医学、农业以及我们对生命过程的理解。从单个原子到维持生命的细胞，化学构建了惊人的复杂性。你此刻的意识正是脑细胞内化学反应的体现，氧气从血液输送到细胞代谢的所有过程都由化学——这一简单规则衍生出的无尽复杂性令人永远着迷。
