Hóa học vật lý hay hóa lý (dịch theo từ tiếng Anh: Physical chemistry) là ngành học của hóa học nghiên cứu các quá trình hóa học theo phương diện và học thuyết của vật lý. Hóa lý học hiện đại dựa trên nền tảng của vật lý. Các lĩnh vực nghiên cứu quan trọng của nó là: nhiệt hóa học, hóa học lượng tử, hóa điện học, quang phổ học, động lực học hóa học, hóa học bề mặt, hóa học chất rắn, cơ học thống kê trong hóa học.Hóa lý học là nền tảng của khoa học vật liệu.