الكيمياء الفيزيائية توفر العديد من التطبيقات الرياضية المختلفة، مثل:
1- تصميم المخلبات والعوازل الحرارية للأقمار الصناعية والمركبات الفضائية.
2- تحليل أنماط الجزيئات في المواد الهندسية وإيجاد تطبيقاتها في البناء الهندسي.
3- تحليل صفات المواد العضوية وتطبيقاتها في التصنيع الصناعي.
4- دراسة خصائص المواد وتأثير تغيرات الضغط والحرارة على هذه الخصائص، وتطبيقات
5- تحليل تركيزات العناصر الكيميائية المختلفة واستخدامها في دراسة العمليات البيوكيميائية
بشكل عام، يمكن استخدام الكيمياء الفيزيائية في الرياضيات للتنبؤ بخصائص المواد وتحليلها، وهي تطبيقات مهمة في علم المواد والهندسة الميكانيكية والكيمياء الحيوية وغيرها من المجالات.