Les analyses physico-chimiques permettent l'analyse des matériaux et de leurs caractéristiques afin de confirmer leurs compositions ou d'identifier des défauts.
Les analyses physico-chimiques font appel à des techniques d'analyses très variées visant à connaitre les propriétés intrinsèques des molécules ou des atomes, ou encore leur aptitude à réagir avec des réactifs particuliers ou lorsqu'ils sont soumis à des stress définis.
L'analyse physico-chimique des eaux permet de contrôler les composés naturellement présents et de détecter d'éventuelles contaminations.
Elle est un enjeu majeur de la protection de l'environnement et du contrôle sanitaire.
De nombreuses mesures physiques peuvent être faites lors de l'analyse de l'eau.