化學物理系是1958年中國科學技術大學成立時，由著名科學家錢學森，郭永懷，柳大綱親自創辦的，旨在培養兼有化學和物理兩方面知識結構的復合型人才，以適應我國發展“兩彈一星”對于物理與化學相結合的交叉學科人才的需求。建系時設“高速化學反應動力學”和“物理力學”兩個專業。1964年中國科學技技術大學將四個與化學相關的系并為近代化學系， 1994年又恢復化學物理系的名稱。首任系主任是中國科學院力學所所長、中國科學院院士郭永懷先生。物理化學（含化學物理）專業于1981年獲碩士學位授予權，1993年獲博士學位授予權，2001年被教育部評定為國家重點學科，現設有博士后流動站。
中國科學技術大學化學物理系師資力量雄厚，現在崗教職工43人，其中中國科學院院士2人(朱清時院士和吳奇院士)，教授18人(博導18人)，教育部“長江學者”特聘教授1人，杰出青年基金獲得者2人，中國科學院“百人計劃”獲得者6人，教育部新世紀百千萬人才工程3人，副教授(和其它副高職稱)14人。諾貝爾化學獎獲得者李遠哲教授和物理獎獲得者K.Siegbahn教授應聘擔任本系名譽教授，另聘國內外院士和教授29人擔任我系客座/兼職教授。目前化學物理系的教師不僅大多數具有博士學位，而且大多都在國外大學工作或學習過，具有豐富的教學和科研經驗。
中國科學技術大學化學物理系已成為國內著名、國際知名的物理化學（含化學物理）科研基地和高級人才培養基地，現已本科畢業生1300余人，培養碩士和博士研究生500余人?；瘜W物理系本科設物理化學（含化學物理）專業，學制4年。本著“化學與物理相結合，宏觀與微觀相結合，基礎與應用相結合” 的指導思想，堅持站在化學物理的前沿，理論與實驗工作緊密結合，注重化學與物理的交叉并向材料、生命科學滲透。培養的學生具有堅實的數理化基礎、前沿的專業理論知識和化學實驗技能。目前在校博士生80余人，碩士生80余人，本科生280余人，80%以上的本科畢業生被國內外著名大學或研究機構錄取為研究生，其余學生為各科研機構或公司等聘用。
化學物理系的主要科研方向有單分子物理化學、原子分子光譜與化學動力學、表面物理化學與催化化學、膠體與生物大分子物理化學以及理論與計算化學等，已取得了一系列創新性研究成果。目前承擔和參與國家重大科學研究計劃、國家973項目、中科院創新工程重點項目、國家自然科學基金重點和面上項目等50余項科研任務。
現任系主任是包信和研究員，執行系主任羅毅教授，系總支書記閻立峰副教授。
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