Para su estudio, la fisicoquímica puede dividirse en diferentes áreas. Algunas de las más importantes son:
- Termodinámica: estudia los cambios y transformaciones energéticas inherentes a la materia, y la predicción de los cambios en la naturaleza, centrando su estudio principalmente en los sistemas en equilibrio. Esta área puede dividirse a su vez en: termodinámica clásica, que estudia a los sistemas desde un punto de vista macroscópico y termodinámica estadística, que estudia a los sistemas desde un punto de vista microscópico.
- Cinética química: estudia la evolución de los procesos químicos a través del tiempo y los factores que la afectan.
- Fisicoquímica de superficies: emplea los principios fundamentales de la física y la química para explicar los fenómenos que ocurren en las interfases.
- Electroquímica: estudia las transformaciones químicas que se llevan a cabo cuando pasa una corriente eléctrica en un circuito adecuado. Estas reacciones electroquímicas pueden ser de reducción o de oxidación.
- Biofisicoquímica: utiliza los principios fundamentales de la física y de la química para comprender a nivel molecular los mecanismos de los procesos fisicoquímicos importantes en sistemas biológicos.
- Mecánica cuántica: estudia la estructura atómica y molecular de la materia, y su interacción con la radiación electromagnética.
