בשנה הראשונה לומדים קורסים בסיסיים בכימיה בנוסף לקורסי יסוד במתמטיקה, ביולוגיה, פיזיקה ומדעי המחשב. בנוסף תלמדו כיצד להשתמש בציוד המעבדתי הרחב הקיים בשטח הפקולטה, שנועד למחקר בכימיה.
ישנם מספר התמחויות אפשרויות בלימודי כימיה באוניברסיטה העברית, ביניהם:
התואר בכימיה מהאוניברסיטה העברית מכשיר אותך ומאפשר לך להשתלב בצוותי מחקר באוניברסיטאות ובמכוני המחקר, וכן מאפשר לך דריסת רגל במעבדות כימיה וביוכימיה שונות, ובתחומים כמו רפואה, מזון, צילום, תעשייה, משטרה ובטחון. בנוסף ישנן אפשרויות הוראה שונות לבתי ספר תיכוניים, וכן השתלבות בתעשיית התרופות, הביוטכנולוגיה, החקלאות ועוד.
סטודנטים שממשיכים לתואר שני בכימיה מתמקדים בתחום התמחות ספציפי, כמו למשל מיקרו-אלקטרוניקה, ביוטכנולוגיה, הנדסת חומרים או ננוטכנולוגיה. גם לחקר הסביבה החלו להצטרף עוד ועוד כימאים. הביקוש לכימאים בעלי השכלה גבוהה עולה מאוד בשנים האחרונות, כמעט בכל תחום במשק. בתואר השני תוכשרו כמדענים, אשר יכולים גם לעבוד באופן עצמאי ולנהל מחקרים שיפורסמו במגזינים החשובים בעולם בפוטנציאל.
תנאי הקבלה לתואר שני כוללים מעבר של תואר ראשון בציון 80 לפחות בכימיה ותחומים אחרים במדעי הטבע, ומציאה של מנחה ממרצי החוג לכימיה. כל מי שרוצה לעבור את המסלול של תואר שני חייב לבצע מחקר כלשהו, כחלק מתזה מחקרית. מדריך העבודה חייב להיות אחד ממורי החוג.
להלן ההתמחויות האפשריות לביצוע התזה: