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分析化学是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学。其主要任务是采用各种各样的方法和手段，得到分析数据，鉴定物质体系的化学组成，测定其中有关成分的含量和确定体系中物质的结构和形态，解决关于物质体系构成及其性质的问题。
分析化学按照测定原理可以分为化学分析法和仪器分析法，仪器分析法是以测量物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法，通常需要特殊的仪器，故称为仪器分析。分析仪器和仪器分析是人们获取物质成分、结构和状态信息、认识和探索自然规律不可或缺的有力工具。随着科学技术的发展，特别是新的仪器分析方法不断出现，仪器分析作为现代的分析测试手段，在现代的科学研究和实际生产中，日益广泛地为各领域内的科研和生产提供大量的有关物质组成和结构方面的信息。
化学分析测量的信号，如物质的颜色、状态、质量、体积等都是物质的物理性质。而仪器分析的方法也需要许多化学反应，如光度分析中的显色反应，极谱分析中的电化学反应及大多数仪器分析方法中的试样处理、分离过程中的各种化学反应等，这使得两者间并无严格界线，但是也具有一些明显的差异。仪器分析和化学分析有以下不同点：
（1）仪器分析法一般都有较强的检测能力。绝对检出限可达到飞克数量级（10 -15 g），相对检出限可达皮克每毫升（pg/mL），用于痕量组分的测定（<0.01％）。化学分析检测能力较差，只能用于常量组分（>1％）及微量组分（0.01％~1％）的分析。
（2）仪器分析法的取样量一般较少。微量分析（0.1~10mg或0.01~1mL）和超微量分析（<0.1mg或<0.01mL）。化学分析法取样量较大，只能用于常量分析（>0.1g或>10mL）和半微量分析（0.01~0.1g或1~10mL）。
（3）仪器分析法具有很高的分析效率。例如，流动注射火焰原子吸收法1h可以测定120个试样；光电直读光谱法2min内可给出试样中20~30种元素的分析结果。化学分析法的分析效率较低。例如，滴定分析法完成一次测定需要数分钟，重量分析法需要数小时。
（4）仪器分析具有更广泛的用途。可用于成分、价态、状态及结构分析，无损分析，表面、微区分析，在线分析和活体分析。化学分析只能用于离线的成分分析。
（5）仪器分析的准确度一般不如化学分析法。仪器分析的相对误差通常为1％~5％，化学分析的相对误差小于0.2％。
（6）仪器分析的仪器设备一般比较复杂，价格比较昂贵；化学分析使用的仪器一般都比较简单。
仪器分析方法也有其自身的局限性，除了方法本身的一些原因外，还有一个共同点，就是它们的准确度不够高，相对误差通常在百分之几左右，有的甚至更差。这样的准确度对低含量组分的分析已能完全满足要求，但对常量组分的分析，就不能达到高的准确度。此外，在进行仪器分析之前，时常要用化学方法对试样进行预处理；同时，需要以标准物进行校准，而很多标准物需要用化学分析方法来标定。因此，化学方法和仪器方法是相辅相成的，在使用时应根据具体情况，取长补短，互相配合。
仪器分析现已发展为一门多学科汇集的综合型应用科学，分类的方法很多，若根据分析的基础原理分类，主要有光学分析法、电化学分析法、色谱分析法。
光学分析是建立在物质与电磁辐射互相作用基础上的一类分析方法，包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法、紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、核磁共振波谱法和荧光光谱法。
电化学分析是建立在溶液电化学基础上的一类分析方法，包括电位分析法、电解和库伦分析法、伏安法以及电导分析法等。
色谱分析是利用混合物中各组分在互不相溶的两相（固定相和流动相）中吸附能力、分配系数或其他亲和作用的差异而建立的分离、测定方法。包括：气相色谱、高效液相色谱、超临界流体色谱、高效毛细管电泳等。
质谱法是将待测物质置于离子源中被电离后形成带电离子，让离子加速并通过磁场后，离子将按质荷比（ m z ）大小而被分离，形成质谱团。依据质谱线的位置和质谱线的相对强度建立的分析方法称为质谱法。质谱法可以单独使用，也可以和其他分析技术联合使用，如常常和气相色谱法或液相色谱法联用。
仪器联用技术的发展已成为当今仪器分析的重要发展方向。多种现代化分析技术的联用、优化组合，使各种仪器的优点得到充分的发挥，缺点得到克服，展现了仪器分析在各领域的巨大生命力。目前，已经实现了电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、傅里叶变换-红外光谱（FT-IR）、等离子体-质谱（ICP-MS）、气相色谱-质谱（GC-MS）、液相色谱-质谱（LC-MS）、高效毛细管电泳-质谱（HPCE-MS）、气相色谱-傅里叶变换红外光谱-质谱（GC-FTIR-MS）、流动注射-高效毛细管电泳-化学发光（FI-HPCE-CL）等联用技术。加上现代计算机智能化技术与上述体系的有机融合，实现了人机对话，使仪器分析联用技术得到了快速发展。