物理化学在20世纪发展很快，取得了许多重大成果。作为极富生命力的化学基础学科，物理化学又是新的交叉学科形成和发展的重要基础。现在的物理化学已形成了庞大的理论系统，下表列出了物理化学的主要分支：

20世纪物理化学的四大分支学科：化学热力学、化学动力学、结构化学和量子化学并列构成了物理化学的基础理论系统。它们又与物理、化学、生物、冶金材料科学等领域相结合，形成了物理化学的新分支学科，如物理有机化学、生物物理化学、化学物理、生物热力学、生物电化学、生物热化学、材料热力学、材料电化学、环境电化学、冶金物理化学等等。

当前，物理化学研究最活跃的领域和前沿是：分子动态物理化学（分子反应动态学、分子激发态光谱学）；结构化学与分子光谱学；催化科学与表面物理化学；理论化学（包括量子化学、化学统计力学、分子力学、远离平衡态的非线性物理化学）。

纵观物理化学的发展，可以看出，它是一门既古老又极富生命力的学科。作为一门学科，其战略地位和重要作用是十分明显的。