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本校於民國55年成立化學系，最初僅設大學部，後於民國57及63年陸續成立研究所碩士班及博士班。大學部的課程設計重點在於給予學生堅實的化學學科基礎，並鼓勵同學們拓展自己在其他學科領域的知識。目前本系共有26位專任教授、5位合聘教授，學術研究成果豐碩，多位教授獲得教育部國家講座等重要學術榮譽和獎項。本系擁有相當完善的研究及學習環境，提供學生現代化的研究實驗室及教學設施；本系亦設有系史館和化學系圖書室。

本系以「材料化學」和「藥物化學」兩大主軸強化本系教學研究，老師的研究包含特用化學品之開發、無機材料之開發、奈米材料的製備、生物無機應用、藥物及生物分子分析、抗癌藥物合成、中草藥萃取與鑑定等領域。除了傳授堅實之基礎化學知識，結合嚴謹之實驗訓練，並參與專題研究，以培養研究能力及解決問題的能力。

化學是一門研究物質的性質、組成、結構、以及變化規律的基礎自然科學，主要分為四大學門「有機化學」、「無機化學」、「分析化學」、「物理化學」。化學被視為「中心科學」，化學可與其他科學連結發展出延伸的子學門和應用化學領域，如生物化學、材料化學、理論化學、藥物化學等。

本系分為「有機化學」、「分析化學」、「物理化學」及「無機化學」四大領域

文獻蒐集：圖書館館藏目錄、期刊、資料庫、網路等管道進行各項文獻蒐集
實驗實作：設計實驗流程與步驟，進行實驗並分析實驗結果
結果討論/成果展示：化學課程所學得之理論與實驗驗證結果進行科學探究，口頭或報告形式分享

在閱讀各個基礎學科與知識時，除了基礎的原理外，需要更深究其應用面，如何應用基礎知識在化學應用上。需要提升英文的聽說讀寫能力，以降低未來在面臨英文授課時的壓力。

化學系重視化學的基礎理論，藉由瞭解化學基礎的運作原理及控制方法，創造新產品與合成方法。有化學家的研究開發才能有化工的運用。化學是許多科系基礎科目，有較大的空間跨足其他領域，舉凡傳統產業與高科技產業等皆有化學應用範疇。
化工系重視應用工程，化工的訓練著重於化學工廠營運相關設計、維護、控制及操作，運用化學、物理、數學、生物以及工程的基礎原理去設計工業產品與製程。

簡單來說，化學系負責實驗，化工系負責量產。
化學系學習的是既有的實驗又衍生出哪些可能的新實驗等著被嘗試。而為了要更有效率，還必須研究實驗的技巧與注意事項。相對的，化工系學習的是當化學家開發出某種方程式後，用系統化的流程，自動、大量，且低成本來製造。鑽研製程的設計、改良，產能、良率的優化以及成本的改善。

外界常誤解化學系畢業僅能擔任化學科教師，事實上本系畢業生出路多元化，調查統計本系畢業生(2008-2014級)工作依任職性質可分為六大類包含：科技產業(30%)、化學製造業(12%)、生技產業(6%)、教育學術單位(43%)、政府公職(8%)及其它(1%)等。

本系除擔任國高中化學科與化工科教師外，尚有許多畢業出路許多可供選擇

化學是一門極為重要的基礎科學，有很大的空間跨足其他領域。清華大學化學系積極培植訓練對基礎化學、生化科技及先進材料有興趣及潛力的學生。課程學習除給予學生堅實的化學學科基礎，更鼓勵學生發展對於在化學實驗操作、觀察測量、思維想像、數理邏輯、學習應用、語文表達以及人際合作等八大智能能力。

除了在教室與實驗室授課外，亦有產業實習等校外課程

1.本系目標在於對基礎化學、生化科技及先進化學材料有興趣及潛力之學生，加以培植訓練，成為科技人才。
2.本系已與香港科技大 學合作雙聯學士學位。
3. 其他詳細資訊可參考本系網站：http://chem.web.nthu.edu.tw/bin/home.php

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本系未來發展
一、延聘學有專精之化學/化工人才參與學術工作，加強師資陣容。
二、改善教學實驗設備，充實圖書期刊，提高教學水準及實驗品質。
三、擴充研究設備，改善教師研究環境，提昇學術研究水準。
四、鼓勵教師從事研究工作，加強國內外學術研究交流合作，激勵學術研究風氣。
五、加強與產業界合作，培育學生化學專精能力。
六、成為教師在職進修及南部教學資源中心。