對物質中元素所存在的狀態、元素的價態和形態的分析。它包括從微觀到宏觀的研究範圍。例如，環境化學研究要求對污染物的存在狀態進行精確的分析。在正常pH值的天然水中，鋁以聚合的氫氧化鋁膠體形態存在，它對於魚類是無毒的；但當湖泊被酸雨酸化時，鋁就轉化為可溶性的有毒形態 Al(OH)2+而造成魚類大量死亡。又如鉻(Ⅲ)對人體來說是必需的，但鉻(Ⅵ)卻有高毒性。含汞和鉛的無機物對生物體的毒性較小，但但是，它們在環境或生物體中可以逐步轉化為金屬烷基化合物而使毒性提高。對某些化學反應的活性研究，往往需要瞭解各種元素的存在形式，例如，各種金屬離子在溶液中常以絡合形態（包括水解聚合態）出現，它們的存在又取決於溶液的濃度和酸度，因此狀態分析對於化學的各個領域都有重要意義。

　　狀態分析要考慮復雜介質中各種化學反應和影響因素，因此比單純的元素分析要復雜得多，一般來說，不是一種手段所能完成，而需要采用多種方法相互配合，包括化學分析方法和物理手段。前者包括應用示蹤原子、溶劑萃取、離子交換、色譜法；後者有核磁共振譜、紅外光譜、光電子能譜、電子光譜、離子探針質量顯微分析儀、光聲光譜（見光聲光譜學）等。