Unsur kimia
Unsur kimia adalah suatu spesies atom yang memiliki jumlah proton yang sama dalam inti atomnya (yaitu, nomor atom, atau "Z", yang sama). Sebanyak 118 unsur telah diidentifikasi, yang 94 di antaranya terjadi secara alami di bumi. Sedangkan 24 sisanya, merupakan unsur sintetis. Terdapat 80 unsur yang memiliki sekurang-kurangnya satu isotop stabil dan 38 unsur yang merupakan radionuklida yang, seiring berjalannya waktu, meluruh menjadi unsur lain. Besi adalah unsur penyusun bumi paling melimpah (berdasarkan massa), sementara oksigen adalah yang paling melimpah di kerak bumi.
Astronomi
Ada juga cabang yang meneliti zat-zat kimia yang ditemukan di luar angkasa; bagaimana mereka terwujud, berperilaku, dan terhancurkan. Ini dinamakan astrokimia. Zat-zat yang hendak dipelajari biasanya ditemukan pada awan molekul, walau ada juga yang terdapat di bintang bersuhu rendah, katai coklat, atau planet. Lalu kosmokimia, ilmu serupa yang lebih mengarah ke penelitian unsur-unsur dan variasi-variasi rasio isotop pada Tata Surya. Ilmu-ilmu ini bisa menggambarkan persinggungan dari ilmu-ilmu astronomi dan kimia. Bahkan sekarang ada astronomi forensik, di mana metode-metode astronomi dipakai untuk memecahkan masalah-masalah hukum dan sejarah.