تطبيقات الكيمياء الفيزيائية في الصناعة والبحث تتضمن ما يلي:
1- تحليل المواد وتصفية الصلب وتحويل الخامات. يُستخدم التفاعل الكيميائي لتعدين المعادن كالذهب والنحاس وغيرها من المعادن الثمينة. ويتضمن هذا أيضًا تحويل بعض الخامات الطبيعية المنتشرة بكثرة مثل الحجر الجيري والصخور الصلبة إلى منتجات مساعدات الإنشاء التي تستخدم في البناء، والأسمدة الزراعية.
2- تطوير الطلاء واللدائن: يتم استخدام المواد الكيميائية الفيزيائية في تطوير المنتجات المتقدمة كاللدائن والطلاء والبوليمرات والمواد اللاصقة.
3- تصنيع المنتجات الإلكترونية : تستخدم التطبيقات الكيميائية الفيزيائية في الإلكترونيات، والطاقة المتجددة، مثل صناعة البطاريات ذات الليثيوم.
4- مجال طب الأسنان: تستخدم المواد الكيميائية الفيزيائية في صناعة الأسنان الاصطناعية، وخصوصًا في تصنيع الحشوات والتي تستخدم في الحماية والعناية بالأسنان.
5- العلوم النظرية والبحث: نظرًا لأن التفاعل الكيميائي يمثل أساس المفاهيم الرئيسية للكيمياء الفيزيائية يستخدم العلماء هذا النوع من التفاعلات في البحث العلمي، والذي يركز على دراسة الاسيتات الترموديناميكية والحركية لهذه التفاعلات.