化學是一門研究物質的組成、結構、性質和變化的自然科學。甚麼是物質呢？物質 (matter) 指的是，自然界中任何具有質量和佔有空間的東西。例如，空氣、海水和砂石等等都是物質。

有沒有甚麼東西，不是物質呢？當然有。譬如聲波。聲波是聲音的傳播形式，它是由物質振動產生的，既沒有質量，亦不佔有空間，因此，它不是物質。除聲波之外，無線電波、光和電流等都沒有質量且不佔有空間，因而都不是物質。

科學家認為，自然界的所有物質都是由極其微小的粒子構成的。這些微粒，就算借助世界上最先進的光學顯微鏡，亦無法看到，但它們是構成物質的最基本單位。這種理論稱為「物質的粒子學說」。 物質的粒子學說，從微觀的角度，幫助科學家對很多宏觀現象做出合理的解釋。

將微觀世界的粒子和宏觀世界的現象聯繫在一起，這是成功掌握化學科知識的關鍵之一。為了方便表達，化學家通常用不同大小和顏色的小球代表不同的微粒；並且，藉由它們構建出模型，以表示物質的化學成份。