1부
1 기체의 성질
수학적 배경1: 미분과 적분
2 1법칙
수학적 배경2: 다변수 미적분
3 2법칙과 3법칙
4 순수한 물질의 물리적 변환
5 단순 혼합물
6 화학 평형
2부
7 양자론 서론
수학적 배경 3: 복소수
8 운동의 양자론
수학적 배경 4: 미분 방정식
9 원자 구조와 스펙트럼
수학적 배경 5: 벡터
10 분자 구조
수학적 배경 6: 행렬
11 분자 대칭
12 회전 및 진동 스펙트럼
13 전자 상태 전이
14 자기 공명
15 통계 열역학
16 분자간 상호작용
17 고분자와 자체 집합
18 고체
수학적 배경 7: Fourier 급수와 Fourier 변환
3부
19 분자들의 운동
20 반응 속도론
21 반응 동력학
22 고체 표면에서의 과정

『물리화학』은 총 3부 22장으로 구성되어 있다. 1부에서는 에너지의 변환에 관한 학문인 열역학의 개념을 설명한다. 2부에서는 자역학적 관점에서 개개 원자와 분자의 구조와 성질에 관해서, 그리고 이 구조들을 분광학적으로 결정하는 방법에 관해서 설명한다. 3부에서는 화학 변화가 일어나서 한 물질 형태가 다른 형태로 변하는 과정에 관해서 설명한다.