美国化学专业在国际市场上的竞争力主要来自于作为基础学科的化学在国际上所处的领先地位。近年来，美国化学专业的四大传统研究领域——分析化学、无机化学、有机化学和物理化学。美国化学专业主要研究方向有：分析化学Analytical、生物化学Biochemistry、无机化学Inorganic、有机化学Organic、物理化学Physical、理论化学Theoretical等，其中有相当一部分和生物及其他学科交叉，应用性更强。这些方向不仅化学专业的学生可以选择申请，对于化工下的学生也可以申请，但是要有相关的研究或工作背景。
美国化学专业一般设在文理学院下面，常见的分支包括：生物化学(Biological Chemistry)，无机化学(Inorganic Chemistry)，有机化学(Organic Chemistry),物理化学(Physical Chemistry)和分析化学(Analytic Chemistry)等。
生化的分支包括：化学药品、化学反应、和化学置换、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸等研究方向。生化是一个交叉学科，所以无论是化学下的生化学生，还是生物下的生物学生都可以申请这个专业，不过是在生物下的生化申请者一定要有化学方面的研究经历。还有一些在工科下的相关学科也可以申请这个专业，比如说生物或化学工程，但一定要和这个专业相关的研究。
无机化学的分支包括：元素化学、配位化学、同位素化学、无机固体化学、无机分离化学、无机合成化学、物理分离化学、生物无机化学、金属有机等。这个学科有一些和其他学科的交叉学科，比如说材料科学、生物无机化学，在这个方向中的招生工作不会仅仅局限于生物无机化学的学生。
有机化学的分支包括：通常把含碳元素的化合物叫做有机化合物，简称有机物。其组成中除含有碳外，还通常含有H、O、S、N、P等。有机化学研究有机物的结构，组成和它们的化学反应。
物理化学的分支包括：从物质的物理现象与化学变化的联系来探讨化学反应的基本规律的学科。它将物理学的原理，概念和方法应用到化学中。
分析化学的分支包括：研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学，是化学的一个重要分支。化学分析方法可以分成两大类：经典化学分析方法和仪器化学分析方法。经典化学分析方法使用沉降、萃取和蒸馏等方法物质分离方法以及辨别颜色、气味、融等等定性分析方法;仪器化学分析方法通过特定的仪器测量被分析物质的吸光值、荧光值和导电性等，而物质的分离可以通过色谱分析法、电泳、场流分级等方法实现。
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