Chemická fyzika je základom pre výskum vlastností materiálov na úrovni atómov a molekúl. Je úzko spätá s výskumom fyziky tuhých látok, niektorých častí fyziky plazmy ako aj modelovania v biofyzikálnych systémoch a v kvantovej chémii. Vedný odbor obsahuje štúdium vlastností molekúl a kondenzovaných systémov metódami kvantovej mechaniky a štatistickej fyziky. Predmetom záujmu je interpretácia, klasifikácia a predikcia fyzikálnych a chemických vlastností molekúl metódami kvantovej chémie, molekulovej spektroskopie, štruktúrnej analýzy a štúdium dynamiky elementárnych chemických procesov pomocou teoretických a výpočtových metód.