Das Studienfeld deckt neben den Studiengängen der klassischen Chemie Fachgebiete wie die Biochemie, Wirtschaftschemie, Lebensmittelchemie, Pharmazie und die Molekularwissenschaften ab, wobei es zahlreiche thematische und methodische Überschneidungen gibt. Den einzelnen Fachgebieten gemeinsam ist die Verbindung von naturwissenschaftlich-theoretischer Arbeit mit der praktischen Laborarbeit, bei der die Grundlagen für neue Materialien und technische Anwendungen, neue Wirkstoffe und Arzneimittel oder den Pflanzenschutz erforscht und entwickelt werden. Dafür ist außer Experimentierfreudigkeit auch manuelles Geschick erforderlich.
In den Anfangssemestern werden die Grundlagen der allgemeinen, organischen, anorganischen und physikalischen Chemie vermittelt, dazu Mathematik und Physik. Je nach fachlicher Ausrichtung erfolgt anschließend die Vertiefung in einzelnen Fachgebieten. Dazu gehören beispielsweise die Theoretische Chemie, Analytik, Chemische Toxikologie, Materialchemie, Lebensmittelchemie, Pharmakologie, Biochemie oder Umweltchemie. Die Wirtschaftschemie kombiniert chemisches Basiswissen berufsbezogen mit Inhalten aus der Betriebswirtschaftslehre. Nachhaltigkeitsthemen nehmen in den Studiengängen einen immer größeren Raum ein.