자연계에 존재하는 물질의 구성요소를 파악하고 그들의 성질과 양을 알아내는 것은 모든 물질과학의 기초가 된다. 분석화학은 이를 위한 지식을 탐구하고 도구 및 방법을 개발하는 학문으로서 과학혁명 이후 새로운 과학적 발견을 이끈 원동력이었다. 서울대 화학부는 분리분석, 전기분석, 질량분석, 에너지-생체 물질 특성 분석 등 분석화학의 세부분야를 아우르는 연구 및 교육에서 세계적인 수준을 자랑한다. 초미량 분석, 바이오/화학센서, 실시간 이차전지 재료 분석, 에너지 변환 소자 계면 분석, 신경-전자 인터페이스 등 현대화학의 최신 주제들에 대하여 연구하고 있다.