Физико-химические методы исследования применяются в лабораториях различного профиля в виде методик, то есть документов, в которых метод конкретизирован и доведен до алгоритма или инструкции. Кроме того, для получения результатов с заданной точностью, установлены условия (включая требования к измерительному оборудованию), при которых методике приписана погрешность (неопределенность), ее систематическая и случайная составляющие.
Физико-химические методы — важная составляющая аналитической химии. Они включают химические превращения или растворение анализируемого образца (аликвоты), концентрирование искомого компонента, исключение влияния мешающих веществ и так далее. Аналитические методы можно разделить на классические и инструментальные. Классические методы (известны, как «мокрый анализ») используют качественный (по запаху, цвету, выпадению осадка, выделению газа или плавлению) и количественный анализ (с измерением массы или объема). Многие из них возникли в период с 17 по 19 века и применяются до сих пор в тех случаях, когда их порог чувствительности достаточен. Более точными являются физико-химические методы анализа, основанные на инструментальных исследованиях. В этом случае с помощью приборов проводятся измерения физических величин таких, как поглощения света, флуоресценция, сила тока, разность потенциалов, электропроводность, интенсивность излучения и других. В некоторых случаях предполагается предварительная подготовка образца (пробы) путем фракционной перегонки, разделением на компоненты в хроматографичекой колонке, методом электрофореза и так далее.
Физико-химические методы анализа применяются повсеместно. В санитарных, экологических, медицинских, фармацевтических и пищевых лабораториях. Надзорными органами и в криминалистических исследованиях. В научных и производственных целях. На них основана оценка качества сырья, промежуточных образцов, готового и товарных продуктов в химии, нефтехимии и нефтепереработке. Если проводить анализ с использованием классических аналитических методов могли сотрудники с невысокой квалификацией (от 2 до 4 разряда по ЕТКС), и во многих случаях было достаточно среднего или среднего специального образования, то инструментальными исследованиями занимаются специалисты с более высокой квалификацией (5—6 разряды), имеющие высшее образование.
Физико-химические методы анализа, основанные на применении новейших моделей, несмотря на их высокую стоимость, позволяют снизить в дальнейшем затраты на аналитический контроль, что происходит за счет значительного сокращения времени на анализ. Это можно рассмотреть на примере хроматографических методов.
