การวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือเป็นสาขาหนึ่งของเคมีวิเคราะห์ที่ศึกษาตัวอย่างโดยใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์

สเปกโทรสโกปีเป็นการวัดปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า สเปก โทร สโก ปีประกอบด้วยการประยุกต์ใช้ที่หลากหลาย เช่น สเปกโทรสโก ปีการดูดกลืนอะตอม สเปก โทรสโก ปีการปล่อยอะตอมสเปกโทรสโกปีอัลตราไวโอเลต-วิสิเบิล สเปกโทรสโกปี การเรือง แสงเอ็กซ์เรย์ สเปกโทรส โก ปีอินฟราเรด สเปกโทรสโกปีรามาน สเปกโทรส โก ปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ สเปกโทรส โก ปีการปล่อยโฟตอน สเปกโทรสโกปีเมิสส์บาวเออ ร์ และสเปกโทรสโกปีไดโครอิซึมแบบ วงกลม

วิธีการทางสเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์ใช้คุณสมบัติของนิวเคลียสในการตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงสร้างเฉพาะที่ของวัสดุ วิธีการที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่สเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR), สเปกโทรสโกปีเมิสส์บาวเออร์ (MBS) และการหาความสัมพันธ์เชิงมุมที่ถูกรบกวน (PAC)

แมสสเปกโทรเมตรีเป็นการวัดอัตราส่วนมวลต่อประจุของโมเลกุลโดยใช้ สนาม ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีวิธีการไอออนไนซ์หลายวิธี ได้แก่การไอออนไนซ์ด้วยอิเล็กตรอนการไอออน ไนซ์ ด้วยสารเคมี การพ่น ด้วยไฟฟ้าการระดมยิงอะตอมเร็ว การ ดูด ซับ/ไอออนไนซ์ด้วยเลเซอร์โดยใช้เมทริกซ์ช่วยและอื่นๆ นอกจากนี้ แมสสเปกโทรเมตรียังแบ่งตามวิธีการของเครื่องวิเคราะห์มวล ได้แก่แบบภาคสนามแม่เหล็กเครื่องวิเคราะห์มวลแบบควอดรูโพลกับดักไอออนแบบควอดรูโพล แบบไทม์ออฟไฟ ลต์ แบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มไอออนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์ และอื่นๆ

ผลึกศาสตร์เป็นเทคนิคที่ใช้ในการศึกษาโครงสร้างทางเคมีของวัสดุใน ระดับ อะตอมโดยการวิเคราะห์ รูปแบบ การเลี้ยวเบนของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออนุภาคที่เบี่ยงเบนไปเนื่องจากอะตอมในวัสดุนั้น โดยทั่วไปจะใช้ รังสีเอกซ์เป็นหลัก จากข้อมูลดิบ สามารถกำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์ของอะตอมในอวกาศได้

วิธีการวิเคราะห์ทางไฟฟ้าจะวัดศักย์ไฟฟ้าในหน่วยโวลต์และ/หรือกระแสไฟฟ้าในหน่วยแอมป์ในเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่มีสารวิเคราะห์อยู่^{[ 1 ] [ 2 ]}วิธีเหล่านี้สามารถแบ่งประเภทได้ตามลักษณะที่ควบคุมและวัดของเซลล์ โดยสามประเภทหลัก ได้แก่โพเทนชิโอเมตรี (วัดความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรด) คูลอมเมตรี (วัดกระแสไฟฟ้าของเซลล์เมื่อเวลาผ่านไป) และโวลแทมเมตรี (วัดกระแสไฟฟ้าของเซลล์ในขณะที่เปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าของเซลล์อย่างต่อเนื่อง)

แคลอริเมตรีและการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมตริกเป็นการวัดปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุกับความร้อน

กระบวนการแยกสารใช้เพื่อลดความซับซ้อนของสารผสมโครมาโทกราฟีและอิเล็กโทรโฟเรซิสเป็นตัวอย่างของกระบวนการในสาขานี้

การผสมผสานเทคนิคข้างต้นทำให้เกิดเทคนิคแบบ "ไฮบริด" หรือ "ไฮเฟน" ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}ตัวอย่างหลายอย่างเป็นที่นิยมใช้ในปัจจุบัน และเทคนิคไฮบริดใหม่ๆ กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา

เทคนิคการแยกสารแบบใช้เครื่องหมายขีดคั่น หมายถึง การผสมผสานเทคนิคสองอย่างขึ้นไปเพื่อแยกสารเคมีออกจากสารละลายและตรวจวัดสารเหล่านั้น โดยส่วนใหญ่แล้ว เทคนิคอีกอย่างหนึ่งจะเป็นวิธีการโครมาโทกราฟีเทคนิคแบบใช้เครื่องหมายขีดคั่นนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในวิชาเคมีและชีวเคมี บางครั้งอาจใช้ เครื่องหมายทับแทนเครื่องหมายขีดคั่น โดย เฉพาะอย่างยิ่งหากชื่อของวิธีการใดวิธีการหนึ่งมีเครื่องหมายขีดคั่นอยู่แล้ว

ตัวอย่างเทคนิคที่ใช้เครื่องหมายขีดคั่น:

• แก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมตรี (GC-MS)
• โครมาโทกราฟีของเหลว-แมสสเปกโทรเมตรี (LC-MS)
• โครมาโทกราฟีของเหลว - สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด (LC-IR)
• โครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง / การแตกตัวเป็นไอออนด้วยไฟฟ้าสถิต - แมสสเปกโทรเมตรี (HPLC/ESI-MS)
• โครมาโทกราฟี - การตรวจจับด้วยไดโอดอาร์เรย์ (LC-DAD)
• อิเล็กโทรโฟเรซิสแบบแคปิลลารี - แมสสเปกโทรเมตรี (CE-MS)
• อิเล็กโทรโฟเรซิสแบบแคปิลลารี - สเปกโทรสโกปีอัลตราไวโอเลต-วิสิเบิล (CE-UV)
• สเปกโทรเมตรีการเคลื่อนที่ของไอออน–สเปกโทรเมตรีมวล
• เครื่องสเปกโทรเมตรมวลแบบโทรคอยดัลทรงรี

การมองเห็นภาพโมเลกุล เดี่ยว เซลล์ชีวภาพเดี่ยวเนื้อเยื่อชีวภาพและวัสดุนาโนเป็นแนวทางที่สำคัญและน่าสนใจอย่างยิ่งในวิทยาศาสตร์การวิเคราะห์ นอกจากนี้ การผสมผสานกับเครื่องมือวิเคราะห์แบบดั้งเดิมอื่นๆ กำลังปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์การวิเคราะห์กล้องจุลทรรศน์สามารถแบ่งออกได้เป็นสามสาขา ได้แก่กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและกล้องจุลทรรศน์แบบสแกนโพรบในปัจจุบัน สาขานี้มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วเนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรม คอมพิวเตอร์และกล้องถ่ายรูป

อุปกรณ์ที่รวมฟังก์ชันการทำงานทางห้องปฏิบัติการหลายอย่างไว้ในชิปเดียวที่มีขนาดเพียงไม่กี่ตารางมิลลิเมตรหรือเซนติเมตร และสามารถจัดการกับปริมาณของเหลวที่น้อยมากได้ถึงระดับต่ำกว่าพิโคลิตร

• การวิเคราะห์คุณสมบัติ (วิทยาศาสตร์วัสดุ)