物理學、化學、地球科學等都在什麼領域的範疇內？
自然科學
在之後的幾十年裡，物理化學的發展主要有統計力學的應用和歐文·朗繆爾對膠體及表面化學的研究。另一個重要的發展，是20世紀30年代隨著量子力學的發展而出現的量子化學、萊納斯·鮑林在這個領域做出了突出的貢獻。與此同時，實驗技術也在大踏步的前進，各種光譜技術的應用，如紅外波譜、微波波譜、電子自旋共振波譜和核磁共振波譜可能是20世紀最重要的一些科技成果。物理化學進一步的發展可能歸功於在二戰爆發前和二戰期間核化學領域的一些新發現，特別是在同位素分離方面，還有最近在天體化學上的發現，以及對化合物理化性質的計算算法的發展在這個領域，體現出了現代物理化學在實際應用中的重要性。化學物理學和物理化學都是物理學和化學的交叉學科，但二者是有細微區別的。化學物理學主要是研究化學過程的特徵現象和物理理論，而物理化學主要研究化學的物理本質，主要藉助原子與分子物理學和凝聚態物理學中的理論方法和實驗技術，研究物理化學現象的學科。
物理學是研究物質、能量的本質與性質，以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素，所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學，物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式稱為「物理理論」，經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律，直到有一天被證明是有錯誤為止。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇，直到十七世紀至十九世紀期間，才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集，如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的，物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制，有時還會開啟嶄新的跨領域研究。通過創建新理論與發展新科技，物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如，由於電磁學的快速發展，電燈、電動機、家用電器等新產品紛紛湧現，人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟，核能發電已不再是藍圖構想，但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。二十世紀初期，物理學者發現經典物理學存在著極嚴重的瑕疵：邁克生-莫立實驗的零結果不符合牛頓相對論的預測，黑體輻射譜不符合熱力學的預測，經典電磁學無法解釋光電效應與原子光譜，放射性物質的物理性質貌似與經典物理學的決定論背道而馳。這些瑕疵給學術界帶來了一場前所未有的考驗，徹底地動搖了舊理論體系的基石，導致了二十世紀物理學兩大理論體系相對論和量子力學的出現，進而開始了現代物理學的紀元。相對論和量子力學對於這些難題給出合理解答。不僅如此，物理學者應用相對論和量子力學於像原子、分子等等的微觀系統，以及各種凝聚態宏觀系統，從而更為深切地揭示大自然的工作機制，並且促進物質文明蓬勃發展。
自然科學是研究大自然中有機或無機的事物和現象的科學。自然科學包括天文學、物理學、化學、地球科學、生物學等等。與自然科學不同的還有應用科學、人文學、社會科學、形式科學和工程學。一般認為，古希臘人泰勒斯、亞里士多德是自然科學的創始人，伽利略·伽利萊是將實驗引入自然科學的首倡人。18世紀以前歐洲自然科學與哲學幾乎不可分開。哲學家也同時是自然科學家，勒奈·笛卡爾、戈特弗里德·威廉·萊布尼茨、約翰·洛克等等著名的哲學家也同時是自然科學家。在自然科學發展的早期,對自然物體或者分類的系統研究,稱之為自然歷史。.
生物學或稱生物科學、生命科學，是自然科學的一大門類，由經驗主義出發，廣泛研究生命的所有方面，包括生命起源、演化、分布、構造、發育、功能、行為、與環境的互動關系，以及生物分類學等。現代生物學是一個龐大而兼收並蓄的領域，由許多分支和分支學科組成。然而，盡管生物學的範圍很廣，在它裡面有某些一般和統一概念支配一切的學習和研究，把它整合成單一的，和連貫的領域。在總體上，生物以細胞作為生命的基本單位，基因作為遺傳的基本單元，和進化是推動新物種的合成和創建的引擎。今天人們還了解，所有生物體的生存以消耗和轉換能量，調節體內環境以維持穩定的和重要的生命條件。生物學分支學科被研究生物體的規模所定義，和研究它們使用的方法所定義：生物化學考察生命的基本化學；分子生物學研究生物分子之間錯綜復雜的關系；植物學研究植物的生物學；細胞生物學檢查所有生命的基本組成單位,細胞；生理學檢查組織，器官，和生物體的器官系統的物理和化學的功能；進化生物學考察了生命的多樣性的產生過程；和生態學考察生物在其環境如何相互作用。最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。現代生物學的五大基礎，也是主要的研究方向：細胞學說、演化、遺傳學、體內平衡、能量。