Kimia fizik merupakan salah satu cabang dalam ilmu kimia. Kimia fizik ialah pengkhususan dalam bidang penemuan yang cuba menerangkan dan menggambarkan rupa bentuk dan sifat sesuatu bahan kimia secara teori. Ia menggabungkan bidang kimia, fizik, termodinamik dan mekanik kuantum.
Seperti mana-mana bidang sains fizikal yang lain, pengunaan matematik dalam kimia fizik adalah amat luas. Akan tetapi, seseorang itu tidak patut beranggapan bahawa tanpa matematik, kimia fizik tidak boleh berfungsi.
Skop-skop umum yang diliputi oleh bidang kimia fizik ialah ciri-ciri gas, termodinamik, keseimbangan kimia, elektrokimia, mekanik kuantum (kimia kuantum), spektroskopi, kinetik tindak balas, dan ciri-ciri pepejal, cecair, koloid, dan permukaan.