Unser Alltag lässt sich ohne Kenntnis elementarer naturwissenschaftlicher Zusammenhänge nur lückenhaft verstehen. Die Entwicklung und die Erforschung von industriellen Produktionsverfahren, die mathematische und naturwissenschaftliche Kenntnisse nutzen, führten in der Geschichte und führen auch heute zu weitreichenden Veränderungen (z. B. industrielle Revolution, moderne Kommunikationstechnologie).

Es ist Aufgabe des Chemieunterrichts, einen Einblick in die stoffliche Zusammensetzung und in Vorgänge der Natur zu geben. Stoffumwandlungen in der belebten und unbelebten Natur beruhen ebenfalls auf chemischen Reaktionen und sollten als solche erkannt werden können. Ebenso sollte der Unterricht über die Vermittlung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse das Verständnis für die moderne Technik und eine positive Einstellung dazu aufbauen, da doch gerade die Chemie über die Einführung neuer Produkte einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Lebensbedingungen des Menschen leistete. Auch den Zugang zu philosophischen Fragestellungen, wie etwa der nach der Herkunft des Menschen bzw. der Entstehung des Universums, kann die Chemie erleichtern.

Die Chemie erörtert aber auch die mit der Anwendung verbundenen Probleme und kritisiert sie gegebenenfalls mit Hilfe des erworbenen fachlichen Grundwissens. Dabei ist wichtig, dass die Chemie nicht nur Umweltprobleme verursachen, sondern auch zu deren Lösung beitragen kann. Neben naturwissenschaftlichen Methoden will die Chemie auch Modellvorstellungen vom Aufbau der Materie vermitteln.

Die drei folgenden Aspekte sind typisch chemisch; sie machen den Chemieunterricht zwar schwierig, doch auch reich, intellektuell befriedigend und für die Schönheit der Natur offen. Sie schulen die Fähigkeiten des Denkens in Modellen und in der Abstraktion.

Chemie muss stets parallel in zwei Bereichen denken: im Stoffbereich (dem Makroskopischen, dem Alltäglichen, dem sinnlich Wahrnehmbaren) und im Teilchenbereich (dem Mikroskopischen). Die chemische Formel bildet beides ab. Die Elastizität von Gummi, die Härte von Diamant, die Funktionsweise eines Enzyms sind alle von ihren mikroskopischen Strukturen her zu verstehen.

Eine weitere typische Problemstellung der Chemie hat ihre Ursache in der grossen Zahl an Teilchen im Stoff; diese Zahl benimmt sich statistisch. Bisweilen sind Ausnahmen zu gewichtig, um bloss Ausnahmen genannt zu werden, aber zu uneinheitlich, um zur Regel erhoben zu werden. Daher kommt der Chemieunterricht nicht um das Wechselspiel aus exaktem Denken und Intuition herum, darf jedoch auch nicht im bloss Ungefähren hängen bleiben.

Die Auseinandersetzung mit dem Aufbau atomarer Strukturen geschieht an der Mittelschule weitgehend im Fach Chemie. Atome sind nicht unmittelbar erfahrbar. Ihre Wirkungen und ihre Eigenschaften bedürfen zu ihrer Erklärung der Modellvorstellungen.