研究除碳氫化合物及其衍生物以外的所有化學元素及其化合物的化學分支學科。無機化學這個詞，源於無機物質。過去認為，無機物質是自然界存在的無生命的物質，如巖石、礦物、泥沙、土壤、水、空氣等，以及由它們通過化學變化產生的物質，如各種無機化合物，包括氰酸銨等；而有機物質則是由動物、植物等有生命的物質產生的，如蛋白質、油脂、澱粉、尿素等。1828年德國化學傢F.維勒由“無機物質”氰酸銨加熱得到“有機物質”尿素，從而破除瞭有機物隻能由生命力產生生的迷信。現代無機物質的定義是：除碳氫化合物及其衍生物以外所有化學元素和它們的化合物。一氧化碳、二氧化碳、二硫化碳等雖是碳的化合物，但不是碳氫化合物的衍生物，所以是無機化合物。C60是碳的一種單質，也是無機物質。配位化合物是以金屬中心原子和配體組成的化合物，不管配體是無機的還是有機的，配位化合物都歸類為無機物質。
20世紀60年代以來，合成瞭大量具有新型結構和優良性能的無機物質，研究對象已拓寬至分子水平，包括各種不同尺度、不同維數的聚集態和組裝態，直到無機分子材料、分子器件。研究內容：合成、分離提純、剪裁、組裝和自組裝；組成、結構和構象，粒度和形貌；物理和化學性質、生物活性及其他功能性質；以及上述各方面的規律、相互關系和應用。研究方法仍然以實驗方法為主，理論方法和計算及模型方法正在逐步完善之中。
近代無機化學的建立 最初化學所研究的多為礦物及無機物，所以18世紀開始建立的無機化學，就是近代化學的創始。1777年A.-L.拉瓦錫提出瞭反應物的質量守恒定律。1799年J.-L.普魯斯特歸納化合物組成測定的結果，提出定比定律。1860年J.-S.斯塔用精密的定量化學反應，確證瞭化合物組成的整比性，並精確測定瞭一些元素的原子量，建議采用氧的原子量為16.000作原子量的基準，這個基準一直被沿用瞭100年。在早期的實驗和理論基礎上，19世紀的化學（主要是無機化學）有四大理論成就：
原子論 1803年J.道爾頓在定比定律的基礎上提出原子論，認為化學元素都是由不能再分割、不能毀滅的被稱為原子的微粒所組成。同一元素的原子的性質皆相同，不同元素的則不同。並從這個學說引申出倍比定律。原子論是化學和科學發展史上最重要的裡程碑之一。
原子價理論 隨著大量無機化合物組成的測定，人們認識到某一元素的原子與其他元素的原子化合形成化合物時，原子數目上有一定的比例關系，表現出每種元素有不同的親和力。1857年F.A.凱庫勒提出原子數的概念，也就是後來所說的原子價，並確認鈉的原子數為＋1，氯的原子數為－1，碳的原子數為4（不分正負）。1865年凱庫勒又提出苯分子是由6個碳原子以單、雙鍵交替結合而成的環狀結構，為有機結構理論奠定瞭基礎。
周期律 1869年D.I.門捷列夫根據當時已知的36種元素的性質，提出瞭化學元素周期律，把自然界的元素看作是有內在聯系的統一體，表明元素性質的變化是由量變到質變的過程。周期律還預見瞭未知元素的存在。而且和原子論一起，對N.玻爾於1913年建立的原子結構理論具有推動作用。
質量作用定律 C.M.古爾德貝格和P.瓦格提出的質量作用定律，是宏觀化學動力學的基礎。
分支學科 無機化學是化學下面的二級分支學科。下面還有多種三級分支學科：①按元素類別劃分，有稀有氣體化學、稀散元素化學、稀土元素化學、貴金屬化學、超鈾元素化學、同位素化學；②按元素的功能性劃分，有生物無機化學、放射化學和核燃料化學；③按元素的化學鍵類型劃分，有配位化學、硼簇合物和碳硼簇合物化學、過渡金屬簇合物化學、純碳分子（富勒烯）化學、金屬–金屬多重鍵化學；④按物相類別劃分，有固體無機化學、等離子體化學、納米化學、原子的玻色–愛因斯坦凝聚態化學；⑤按應用劃分，有鹽湖資源化學、光化學、無機材料化學等。
交叉學科 無機化學與其他化學二級學科交叉產生一些交叉學科：①與高分子化學交叉產生配位高分子化學；②與分析化學交叉產生無機分析化學；③與物理化學交叉產生物理無機化學，其中又可分為無機結構化學、相平衡與相圖、無機理論化學、無機反應動力學等；④與有機化學交叉產生金屬有機化學和元素有機化學。
無機化學與其他一級學科也產生許多交叉學科，例如：①與材料科學技術交叉產生無機材料化學；②與生物學交叉產生生物無機化學；③與環境科學交叉產生環境化學、大氣化學、海洋化學、河口化學、綠色化學等；④與地球科學交叉產生地球化學、地質化學、礦物化學等；⑤與天文學交叉產生天體化學、星際化學等；⑥與冶金學交叉產生火法冶金、濕法冶金等。
當代無機化學的實踐成就 主要表現在合成新物質的發展。1900年美國《化學文摘》(CA)上登錄的已知化合物隻有55萬種，到2005年5月20日已達2 572萬種。這100多年中，化學傢合成和分離瞭2 517萬種新物質、新藥物、新材料、新分子來滿足人類生活和高新技術發展的需要。另外，20世紀與無機化學有關的領域共獲得22項諾貝爾獎，標志著現代無機化學發展進步的裡程碑。其中，獲得1918、1931年兩次諾貝爾獎的合成氨技術，被認為是20世紀最重大的技術發明，它促進瞭世界糧食的增產，解決瞭億萬人口吃飯的大問題。
當代無機化學的理論成就 19世紀的化學（無機化學）有四大理論成就。20世紀的化學（無機化學）也有四個方面的理論成就：
元素周期律的發展 ①通過核反應，合成瞭一些鈾後新元素，並發現瞭一些新同位素（核素）。已知的元素有第1～112號和第114號元素共113個，從而豐富瞭周期律的內涵。②創建瞭元素的穩定島理論。③周期表的排序已由根據原子量改為按照原子序數，由短表改為用原子外層電子亞層s、p、d、f區劃分的長表。④創建瞭同位素位移理論和核素表，發現瞭大量核素。⑤用質譜法測定相對原子質量（原子量）的精度已大幅度提高，如中國化學傢張青蓮等重新測定的銦等9個元素的原子量，已被確定為國際原子量的新標準。
化學熱力學 物理熱力學原理和方法與化學體系的結合，可以判斷化學反應的方向，提出化學平衡和相平衡理論。到瞭20世紀50年代以後，美國國傢標準局將數以百萬計的化合物的熱力學和熱化學數據整理成冊並建立數據庫，使得人們可以預見化學反應的可能性。數以萬計的相圖數據庫的建立則為物相和功能材料設計提供瞭依據。
化學鍵理論的發展 1914～1919年，G.N.路易斯、N.V.西奇威克等創立原子價的電子理論。1927年W.H.海特勒和F.倫敦奠基、1939年L.鮑林和J.C.斯萊特創建的價鍵理論、1928年R.S.馬利肯等創建的分子軌道理論、1929年H.A.貝特等創建的配位場理論和60年代W.科恩創建的密度泛函理論，是研究分子結構和化學鍵的四大理論。在無機化學中特別重要的還有硼氫化合物（硼烷）中W.N.利普斯科姆提出多中心鍵理論，發展瞭分子結構理論和硼化學；R.霍夫曼創建的分子軌道對稱守恒原理；中國化學傢唐敖慶提出原子簇的結構規則；中國化學傢盧嘉錫提出合成原子簇化合物的“元件組裝”方法和“類芳香性理論”；美國化學傢F.A.科頓提出“金屬–金屬多重鍵理論”；以及早前已建立並廣泛應用的路易斯酸堿理論、軟硬酸堿理論、氫鍵和范德瓦耳斯力理論等。這些化學鍵理論對於現代分子生物學的建立，也有重要作用。
化學動力學 20世紀開展的化學動力學的大量研究和60年代發展起來的分子反應動力學，特別是催化理論的發展和計算機設計合成方法的推廣，推動瞭合成化學的發展。
21世紀無機化學的重要課題和發展趨勢 無機化學的發展前沿是生物無機化學和無機材料化學。最重要的前沿課題有：
生化反應機理和仿生催化劑 20世紀發明的合成氨技術，解決瞭世界60億人口的糧食問題，但合成氨要在高溫高壓下反應，而自然界植物的葉綠素催化的光合作用以及豆科植物根瘤菌的固氮作用都是在常溫常壓下進行的。種類繁多的酶都是含有金屬配合物的蛋白質，酶對化學反應的加速可達100億倍，專一性達100%。如何模擬天然酶，制造出仿生催化劑，是化學傢面臨的重大難題。又如研究牛、羊等食草動物胃內酶分子如何把植物纖維分解為小分子的反應機理，將為充分利用自然界豐富的植物纖維資源打下理論和實驗的基礎。
21世紀的生物無機化學要在充分瞭解光合作用和生物固氮作用機理的基礎上，設計催化劑和反應途徑，研究在溫和條件下，利用太陽能打開穩定分子CO2、N2和H2O中的惰性化學鍵，在溫和條件下人工生產碳水化合物和蛋白質。可以期望經過50～100年的努力，實現農業生產的工業化，在工廠中生產糧食和蛋白質，使地球能養活人口的數目成倍增加。
納米尺度效應在無機材料化學方面，要研究納米分子和納米材料的特性。在科學復雜性和物質多樣性研究中，尺度效應至關重要。尺度的不同，常常引起主要相互作用力的不同，導致物質性能及其運動規律和原理的質的區別。納米尺度體系的熱力學性質，包括相變和“集體現象”，如鐵磁性、鐵電性、超導性和熔點等，都與粒子尺度有重要的關系。當尺度在十分之幾到十納米的量級，正處於量子尺度和經典尺度的模糊邊界中，此時熱運動的漲落和佈朗運動將起重要的作用。當代信息技術的發展，推動瞭納米尺度磁性的研究。由幾十個到幾百個原子組成的分子磁體表示出許多特性，如量子隧穿效應、量子相幹效應等。納米粒子的比表面很大，由此引起性質的不同。納米分子和材料的結構與性能關系的基本規律是21世紀的化學和物理需要解決的重大難題之一。
無機功能材料 其組成早已不局限於矽酸鹽類，而包括其他含氧酸、氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、氟化物、硫屬化物、Ⅲ–Ⅴ族化合物，以及碳、矽、鍺等單體元素。這些無機物質原子間的結合力呈多種化學鍵型，賦予這些無機材料以良好的光、電、聲、磁、熱、力和催化等功能，分別以單晶、粉體、纖維、薄膜等形態應用在現代科技各個領域，如稀土元素由於其具有特別的外層電子結構，可以組成眾多的激光、發光、永磁、合金等功能材料。無機材料的開發主要是探索和瞭解材料的組成、結構和性能之間的關系，改進現有材料的性能，發現或創造新的材料，研究制備材料的新方法和新工藝。