W zakres współczesnej termodynamiki chemicznej wchodzą m.in.: badania termodynamicznego stanu układów jednofazowych, statyka chemiczna – badania równowagi reakcji chemicznych homogenicznych, termochemia – badania cieplnych efektów reakcji chemicznych.
Przedmiotem badań są też procesy zachodzące w układach heterogenicznych, np.: mieszanie reagentów i rozdzielanie składników układu, np. ekstrakcja, destylacja, rozpuszczanie, krystalizacja i inne przemiany fazowe, absorpcja, adsorpcja, procesy elektrochemiczne, w których ważną rolę odgrywa np. dysocjacja elektrolityczna lub przewodnictwo jonowe.
Niekiedy klasyczna fenomenologiczna termodynamika chemiczna jest omawiana w powiązaniu z termodynamiką statystyczną, opisującą stan układów termodynamicznych na podstawie informacji o stanie pojedynczych cząsteczek z wykorzystaniem statystycznych metod określania prawdopodobieństwa zdarzeń w dużych zbiorach, jakimi są obiekty rzeczywiste.
Podstawowe pojęcia U podstaw termodynamiki, w tym termodynamiki chemicznej, leżą jej ogólne zasady (pierwsza, druga, trzecia i czwarta), sformułowane dla: układu termodynamicznego, otoczenia termodynamicznego.