化學計量學是化學、數學、統計學和計算機科學的交叉學科，主要研究如何運用這些領域的理論與方法，優化化學量測過程，從量測數據中最大限度地獲取有用的化學信息。
它包括從分析化學的信息理論基礎、化學採樣理論及方法、化學量測過程的試驗設計與優化，化學量測數據的多元校正和多元分辨的定性定量解析，一直到分析過程機理研究數值模擬和計算機波譜解析、有用決策信息的提取，其中包括化學模式識別、化學構效關係研究直至人工智能與化學專家系統等方面理論。化學計量學的主要研究內容包括反應物和產物量的計算、化學平衡的計算、化學反應速率的計算、化學反應中能量的計算等。