Estas son algunas de las ramas más importantes:
* Bioquímica: estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular.
*Síntesis orgánica: es la construcción planificada de moléculas orgánicas mediante reacciones químicas. A menudo las moléculas orgánicas pueden tener un mayor grado de complejidad comparadas con los compuestos puramente inorgánicos. Así pues la síntesis de compuestos orgánicos se ha convertido en uno de los ámbitos más importantes de la química orgánica. Hay dos campos de investigación principales dentro del campo de la síntesis orgánica: la síntesis total y la metodología.
*Espectroscopía molecular: Se encarga del estudio de la absorción de la luz por una molécula orgánica.
*Química organometálica: Es el estudio de los compuestos químicos con enlaces entre un átomo de carbono y un átomo metálico, de su síntesis y reactividad. En este contexto, el término "metal" se define de forma muy laxa, e incluye elementos como el silicio o el boro, que no son metálicos sino metaloides.
*Estereoquímica: es la parte de la química que toma como base el estudio de la disposición espacial de los átomos que componen las moléculas y el cómo afecta esto a las propiedades y reactividad de dichas moléculas.
*Química de los polímeros: Estudio de las propiedades químicas de los polímeros (que son biomoléculas ó macromoléculas, generalmente orgánicas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros).
*Química heterocíclica: Estudia los compuestos aromaticos.
*Cimética enzimática: Estudia a los catalizadores orgánicos, asi como su efecto en reacciones químicas.
