A química analítica proporciona métodos para determinar quais elementos e substâncias estão presentes e ou em que quantidades ou proporções estão presentes em uma amostra em questão. Os marcos mais importantes nesta frente científica incluem o desenvolvimento da análise elementarsistemática por Justus von Liebig e a análise de compostos orgânicos com base em reações específicas de seus grupos funcionais.

No início e Desenvolvimento da Química, a maioria das análises empregavam a separação dos componentes de interesse (analitos) por técnicas como precipitação, extração ou destilação. Os compostos são identificados pela sua cor, solubilidade, ponto de fusão e de ponto de ebulição. Esses fatores contribuem para identificação das espécies químicas. Os analitos podem ser identificados por volumetria e gravimetria ou seja por titulação e medidas de massa. Estes métodos são relativamente simples de equipamentos e confiabilidade dos resultados obtidos. Apesar da química analítica atual ser dominada por técnicas instrumentais, o princípio de funcionamento de alguns de seus instrumentos baseiam-se em técnicas tradicionais ainda muito utilizadas atualmente.