Los químicos analíticos normalmente operan en los límites extremos del análisis, ampliando y mejorando la capacidad de todos los químicos para realizar mediciones significativas en muestras más pequeñas, en muestras más complejas, en escalas de tiempo más cortas y en especies presentes en concentraciones más bajas. A lo largo de su historia, la química analítica ha proporcionado muchas de las herramientas y métodos necesarios para la investigación en las otras cuatro áreas tradicionales de la química, además de fomentar la investigación multidisciplinaria en, por nombrar algunas, química medicinal, química clínica, toxicología, química forense, ciencia de materiales, geoquímica y química ambiental.
La química analítica comienza con un problema, ejemplos de los cuales incluyen evaluar la cantidad de polvo y tierra ingerida por los niños como indicador de la exposición ambiental a contaminantes basados en partículas, resolver evidencia contradictoria sobre la toxicidad de los polímeros perfluoro durante la combustión o desarrollar detectores rápidos y sensibles. para agentes de guerra química. En este punto, el enfoque analítico implica una colaboración entre el químico analítico y los individuos responsables del problema. La parte más visible del enfoque analítico ocurre en el laboratorio. Como parte del proceso de validación, se utilizan estándares químicos o físicos apropiados para calibrar cualquier equipo que se utilice y cualquier solución cuyas concentraciones deban conocerse. Luego se analizan las muestras seleccionadas y se registran los datos sin procesar.
Luego se analizan los datos brutos recopilados durante el experimento. Con frecuencia los datos deben reducirse o transformarse a una forma más fácilmente analizable. Se utiliza un tratamiento estadístico de los datos para evaluar la exactitud y precisión del análisis y validar el procedimiento. Estos resultados se comparan con los criterios establecidos durante el diseño del experimento y luego se reconsidera el diseño, se realizan pruebas experimentales adicionales o se propone una solución al problema. Cuando se propone una solución, los resultados están sujetos a una evaluación externa que puede resultar en un nuevo problema y el inicio de un nuevo ciclo analítico.