Sie wird in qualitative Analyse und quantitative Analyse eingeteilt, aber auch in anorganische analytische Chemie und organische analytische Chemie. Auch eine Gliederung in Aufschluss, Trennmethoden und Messmethoden ist möglich. Genaueres zu den Methoden der analytischen Chemie findet sich unter Analytik.

Fortschritte in der analytischen Chemie ermöglichen oftmals erst Erkenntnisse in anderen Wissensgebieten wie in den Umweltwissenschaften oder in der Biologie und können sogar gesellschaftliche Trends auslösen und beeinflussen. So wurde das heute übliche Umweltbewusstsein erst dann in weiten Kreisen der Bevölkerung verankert, als Messungen kleiner Spuren von Schadstoffen in vielen relevanten Matrices möglich waren.

Neben der Entwicklung neuer oder verbesserter Aufschluss-, Trenn- und Messmethoden beschäftigt sich die analytische Chemie auch mit der Qualitätssicherung von Analysenverfahren.