Hóa học thực tế bao gồm nhiều kỹ thuật đặc biệt để phân lập và tinh chế các chất. Một số chất được tìm thấy gần như nguyên chất trong tự nhiên, nhưng phần lớn nguyên liệu là hỗn hợp, mà phải được tách ra hay tinh chế nếu cần chất tinh khiết, và hầu hết vật liệu sản xuất cũng được yêu cầu tinh chế.
Việc phân tách của hai pha khác nhau thường là khá dễ dàng. Hạt của pha rắn trộn với một pha lỏng có thể được tách ra khỏi chất lỏng bằng cách lọc. Thường thường thì chất rắn là có mặt bởi vì nó đã được sản xuất từ các dung dịch trong chất lỏng bằng một phản ứng hóa học hoặc bằng cách thay đổi trạng thái / như bằng cách làm lạnh / chất rắn sau đó được gọi là các chất kết tủa. Kết tủa được lấy ra bằng cách đổ hỗn hợp trên một tờ giấy lọc gấp trong phễu. Các chất lỏng / gọi là dịch lọc / chạy qua, và những hạt kết tủa / cặn / được giữ lại, trừ khi chúng quá nhỏ. Giấy lọc thông thường có lỗ với đường kính khoảng 0.001cm, và các hạt nhỏ hơn sẽ đi qua được.
Một kết tủa cũng có thể được lấy ra bằng cách để các thể vẩn trong chất lỏng đứng yên cho đến khi kết tủa đã lắng xuống đáy dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn. Các chất lỏng nổi trên bề sau đó có thể được rót ra. Quá trình này rót ra này được gọi là gạn.
Quá trình lắng có thể được tăng tốc bằng cách sử dụng lực ly tâm, trong một máy ly tâm. Máy ly tâm thông thường sinh ra các lực tương ứng 100 hoặc 1.000 lần so với trọng lực. Máy siêu ly tâm đã được thiết kế cho cung cấp lực lớn trên 100.000 lần trọng lực.
Hai pha lỏng có thể được tách ra thuận tiện bằng cách sử dụng một thiết bị đặc biệt, các phễu chiết. Một giọt cũng có thể được sử dụng cho mục đích này.
Một chất không tinh khiết thường có thể được tinh chế bằng cách đóng băng phân đoạn. Các chất lỏng không tinh khiết được làm lạnh cho đến khi một phần của nó đã kết tinh, và các phần chất lỏng còn lại, trong đó thường có chứa hầu hết các tạp chất, sau đó được rót ra, để lại các tinh thể tinh khiết.
Một chất lỏng có thể được tinh chế bằng cách chưng cất trong một máy chưng cất. Chất lỏng được đun sôi trong bình có cổ hoặc một số loại bình chứa khác, và hơi nước ngưng tụ, hình thành một sản phẩm chưng cất lỏng, được thu thập trong một bình chứa. Phần/đoạn đầu tiên của sản phẩm chưng cất có xu hướng chứa các tạp chất dễ bay hơi hơn, và cặn trong bình có xu hướng giữ lại những chất ít bay hơi nhất. Các máy chưng cất với thiết kế đặc biệt đã được phát minh ra, chúng rất hiệu quả trong việc tách các hỗn hợp lỏng thành các chất thành phần.