Физические величины, полученные разными физическими методами, дают не только более полное описание физического состояния веществ, но и более полное описание их химического строения. Так, если рентгеноструктурное исследование не позволяет определить координаты легких атомов водорода, то метод ЯМР-Н (протонный магнитный резонанс) дополняет картину химического строения вещества.
Рентгенография и нейтронография дополняют друг друга тем, что в рентгеноструктурных исследованиях определяют полное распределение электронной плотности кристаллических веществ, а в нейтронографических исследованиях - положение ядер атомов таких веществ. При совместной обработке данных рентгенографии и нейтронографии находят распределение электронной плотности по химическим связям. Это можно сделать вычленением из общей электронной плотности атомов в веществе электронной плотности атомных остовов, положения которых вычисляют из данных нейтронографии.
Более надежно и полно определяются геометрические параметры молекул веществ в газовой фазе, если используют одновременно данные газовой электронографии, микроволновой спектроскопии, колебательной спектроскопии и результаты квантово-химических расчетов.
Объединение физики и химии помогает более глубоко познавать явления природы и, в частности, химические явления. В связи с решением физических задач возникают очень сложные математические задачи, так как обработка эксперимента, решение прямой и обратной задач требуют привлечения математической теории и вычислительных методов. По этой причине в области физических методов исследования имеет место достаточно узкая специализация ученых. Практически каждый из современных физических методов является областью специализации. Однако как физик, так и химик, должны иметь представление о возможностях различных методов. Химик должен правильно ставить задачу. Физик должен не только решать ее, но и знать, как получаемые результаты сопоставляются с другими методами.
Очень часто химик, физик и математик представлены в одном лице и чаще всего – это химик. Сначала он ставит задачу, а потом для ее решения работает и как физик, и как математик.