与数学、物理学等学科相比，化学学科更广泛地采用了物理模型，而较少运用概念模型。以氢气与氧气的反应为例，我们可以更清晰地看到物理模型在化学中的作用。
2H2 + O2— 2H2O （反应式 2-1）是众所周知的化学反应。在原子、分子模型被广泛接受之前，化学家们更多的是通过反应中所涉及的物质的质量来理解和描述这一反应。例如，他们会认为一份氢气与八份氧气反应生成九份水，或者水是由一份氢气和八份氧气构成的。类似的，双氧水这种由氢和氧两种元素组成的分子，也被描述为由一份氢气和十六份氧气组成。
随着原子、分子模型的普及，化学家们开始更深入地探索物质的构成。他们发现，一个水分子由1个氧原子和2个氢原子构成，而双氧水则由2个氧原子和2个氢原子组成。化学反应中物质的质量关系可以通过简单的算术运算得出，无需通过复杂的实验来验证。实际上，由于反应物（氢气与氧气）都是气体，产物水在沸点温度以上也是气体，因此用体积来描述反应物和产物之间的关系更为直观且符合现代原子论、分子论的观点。在特定的温度和压力下，2体积的氢气与1体积的氧气反应生成2体积的水。
从这个简单的化学反应中我们可以看出，尽管化学学科似乎较少使用概念模型，但如果回避原子、分子模型，描述一些基本的化学反应（如水的生成）也会变得复杂。对于更复杂生物分子（如蛋白质和核酸）及其发生的化学反应来说，没有原子、分子模型的帮助更是难以描述和理解。实际上，各种分子模型的建立和应用极大地促进了人们对分子性质及其化学反应的认识，推动了化学学科的快速发展。
物理模型是人们对自然界事物或过程的简化、抽象和近似描述。它们反映事物的某些侧面，并不要求全面或完善。实际上，在日常活动中就可以发现物理模型的影子。例如，玩具娃娃和玩具汽车都是物理模型的实例。通过简单的洋娃娃模型，孩子们可以更深入地了解的基本结构和功能。类似地，玩具汽车帮助人们了解汽车的基本结构和功能。随着科技的发展，更复杂的玩具模型甚至能帮助我们深入了解汽车内部复杂的结构和功能。同样的道理也适用于化学领域的研究对象——分子模型。化学研究的分子无法观察，甚至连电子显微镜也难以直接捕捉其形态。只有借助先进的扫描隧道显微镜才能直接观察到最简单的分子形态。分子的物理模型是学习和研究化学不可或缺的工具。