Il Dipartimento di Chimica promuove la ricerca scientifica grazie al lavoro di più di 70 professori e ricercatori e oltre 110 studenti (dottorandi, titolari di assegno di ricerca, di borsa di studio o di contratto di collaborazione) e più di 30 tecnici (distribuiti tra le aree amministrativa, tecnico-scientifica e elaborazione dati, biblioteca e servizi).
La componente docente è distribuita nei settori scientifico disciplinari dei Gruppi 03/CHEM-01 - Chimica analitica, ambientale e dei beni culturali, 03/CHEM-02 - Chimica fisica, 03/CHEM-03 - Chimica generale e inorganica, 03/CHEM-04 - Chimica industriale, 03/CHEM-05 - Chimica organica, e Gruppi 09/ICHI-01C - Sistemi, metodi e tecnologie dell'ingegneria chimica e di processo e 09/ICHI-02A - Impianti e processi industriali chimici. Grazie a questa distribuzione disciplinare il Dipartimento copre le aree più significative delle Scienze chimiche e della chimica industriale, con un’attività di ricerca di impatto internazionale e una marcata competitività nel settore pubblico e privato.
Un’ampia rete di collaborazioni fra i settori, insieme alle numerose interazioni con gruppi a livello internazionale, permettono al Dipartimento di Chimica di sviluppare tematiche interdisciplinari di particolare rilevanza per lo sviluppo tecnologico e scientifico, affrontando argomenti di interesse globale come quelli della salute e dello sviluppo sostenibile con linee di ricerca dedicate a: chimica per l’ambiente, chimica degli alimenti, chimica per l’energia, chimica supra-molecolare e di colloidi compositi, sviluppo e applicazione di sensori, chimica teorica e computazionale, tecniche analitiche e chimico fisiche di indagine, catalisi, sintesi organica e sostanze naturali. L’integrazione di diversi di questi campi confluisce nello sviluppo di sistemi innovativi nel campo delle nanotecnologie, in area bio-medica, nel campo della green chemistry (con due brevetti nel 2017, uno dal titolo Process for recovery and recycling of materials constituting membranes for separation of hydrogen, e l’altro Process for the cultivation of microalgae for the production of starch) e nel settore dei Beni Culturali (con un brevetto nel 2017 dal titolo: Composizione per uso nella finitura, conservazione e restauro di manufatti). L'elenco delle principali linee di ricerca condotte nel Dipartimento è disponibile nella sezione Aree tematiche e gruppi di ricerca.
I laboratori scientifici del Dipartimento mettono a disposizione del suo personale di ricerca infrastrutture e strumentazioni scientifiche avanzate, alcune delle quali sono anche a disposizione della Facoltà e dell'Ateneo e possono fornire prestazioni a pagamento nel rispetto del regolamento d'Ateneo per le attività in conto terzi.
Spiccano fra le attrezzature disponibili nel dipartimento quelle di recente acquisizione su progetti Grande Attrezzature di Ateneo costituite da un sistema multifunzionale di scattering di raggi-X SAXS/GISAXS/WAXS (SAXSLab Sapienza), un NMR 600 MHz (Sapienza NMLAB), un servizio NMR di Dipartimento (Lab Orione con uno spettrometro NMR Bruker Avance NEO 400 Nanobay per liquidi), uno spettrometro di massa SCIEX QTRAP 6005+, una piattaforma avanzata per la sintesi e caratterizzazione elettrochimica su scala nanometrica basata su Atomic Force Microscopy (PESCA), un sistema integrato di microscopia FTIR per immagini chimiche risolte nel tempo (microFTIR) e uno strumento per viscometria microfluidica. Completano il quadro, piattaforme per il calcolo ad alte prestazioni, dotate di software specifici per la chimica computazionale (cluster per il calcolo scientifico 6DOT). Il Dipartimento partecipa inoltre alla gestione del Centro di Ricerca per le Nanotecnologie Applicate all'Ingegneria (CNIS) all’interno del quale sono disponibili, in aggiunta a quelli elencati, strumenti di Field Emission Scanning Electron Microscopy ad alta risoluzione e di microscopia a forza atomica.
La ricerca scientifica del Dipartimento è supportata anche da alcuni Centri di ricerca di Sapienza a cui aderiscono i suoi ricercatori (alcuni ospitati al suo interno - vedi Centri di Ricerca), dalla collaborazione attiva con i ricercatori degli Istituti CNR e delle ricercatrici dell'INAIL ospitati dal Dipartimento e da alcune attività di impresa Spin off e Start-up.