生物化学与化学生物学方向：本系生物化学领域的高度交叉学科研究包括实验和计算项目。重点研究蛋白质结构、核酸、多肽和生物模型系统，以及生物无机主题。一些教员在生物分析领域工作，以开发方法来探测生物活性和检测生物分子。在生物物理化学中，研究物理化学与生物分子化学功能之间的联系，包括蛋白质折叠、核酸结构、生物电子转移和大分子动力学。

计算与理论化学方向：计算和理论化学组得到波士顿大学世界级计算资源的支持，被广泛认为是美国“30强”理论化学专业之一。现有五个副教授，研究领域包括量子动力学、光电离和电子分子散射理论、液体动力学过程的经典统计力学和蛋白质结构与动力学。资源和附属机构包括波士顿大学计算科学中心、科学可视化小组和大波士顿地区、大西洋原子建模中心。

无机方向：无机化学研究无机化合物的性质和行为。这一领域涵盖了所有的化合物，除了有机化学的主题——无数的有机化合物(碳基化合物，通常含有碳氢键)。这两个学科之间的区别远非绝对的，而且有很多重叠，最重要的是在有机金属化学的子学科。无机化学系的研究跨越了从小分子系统到金属蛋白的连续统一体，从合成配合物的反应性研究到使用金属基试剂探索蛋白质- dna相互作用。

物理化学方向：化学系的物理化学研究范围从环境污染物和生物材料的分析方法的发展到气相和流体相中激发态分子的超快反应的测量，特别强调光谱方法。一个特殊的分支领域是高度交叉的材料科学领域，它探索物质的组成、结构和加工功能的特性。材料科学的目标是改进现有材料或引入具有新特性的新材料，以应用于化学、生物、医学和工程。另一个分支领域是光子学，它处理光和物质的相互作用，是高度跨学科的。化学系的许多工作发生在光谱学、表面科学、快速时间分辨激光光瞬态化学和生物分子探针研究的界面。一些化学系的教师在波士顿大学光子学研究中心建立了实验室，其目标之一就是将光子学技术商业化发展。

合成有机化学方向：合成有机化学是波士顿大学致力于生命科学研究和教学的一个重要组成部分。化学系目前处于合成复杂天然产物分子、大分子、立体化学、不对称合成和催化等新方法的前沿。我们的研究小组的科学创造力、卓越的生产力和培训卓越，通过不间断的、大规模的资助支持、众多的专利和在学术界、工业界和联邦研究机构取得领导地位的非常成功的研究生来证明。