2-я половина 19 в. — период бурного развития всех отраслей химии в Г. Наиболее интенсивно развивалась органическая химия, однако и в неорганической и аналитической химии были достигнуты выдающиеся результаты. Р. Бунзен и Кирхгоф с помощью спектрального анализа открыли новые элементы — цезий (1860) и рубидий (1861), Ф. Рейх и Т. Рихтер — индий (1869). К. Винклер открыл германий (1886). Работы И. Дёберейнера и Л. Мейера по классификации химических элементов предшествовали открытию Д. И. Менделеевым периодического закона. Важнейшим событием в химии 19 в. был международный съезд в Карлсруэ (1869), на котором были уточнены понятия элемента, атома, молекулы. В последней четверти 19 в. началось развитие физической химии, связанное главным образом с деятельностью Оствальда по теории растворов и В. Нернста по электрохимии (Нобелевские премии, соответственно, 1909 и 1920).
Крупный вклад внесли немецкие химики в теоретическую органическую химию — в разработку структурной теории (А. Кекуле, Э. Эрленмейер), теории ароматических соединений (школы Кекуле и В. Мейера), стереохимии (И. Вислеценус, Мейер). Велики были и практические достижения в области химии, обусловленные тесной связью науки и промышленности, особенно с 1870-х гг., когда началась мощная концентрация химического производства. Наиболее выдающиеся результаты были достигнуты в области синтеза красителей и лекарственных веществ. Отсутствие достаточной сырьевой базы стимулировало поиск новых материалов. В 1860 Г. Кольбе открыл способ получения салициловой кислоты; в 1875 синтетическая кислота была в 8 раз дешевле выделяемой из ивовой коры. В 1869 К. Гребе и К. Т. Либерман осуществили синтез ализарина, в 1870 А. Байер — индиго. Байер, получивший в 1905 за исследования в области красителей Нобелевскую премию, был главой большой школы химиков, из которой вышли многие нобелевские лауреаты. Др. крупная школа химиков-органиков возглавлялась Э. Фишером (Нобелевская премия, 1902).
Первостепенное значение имели и практические исследования по неорганическая химии. В 1875 Винклер разработал способ получения серного ангидрида, который лег в основу контактного метода производства серной кислоты. Изучение химии стекла позволило О. Шотту основать всемирно известную фирму (Йена, 1884).
В середине 19 в. происходил интенсивный прогресс биологии. Под влиянием запросов медицины развивалась физиология. Наибольшие успехи были достигнуты учёными школы И. Мюллера. Э. Дюбуа-Реймон разработал первые основы электрофизиологии. Особенно значительны труды Гельмгольца (энергетика мышечного сокращения, 1847; измерение скорости распространения нервного возбуждения, 1850; физиологическая оптика, 1850—70-е гг.). К. Людвиг, глава большой школы физиологов, дал образцы экспериментального изучения кровообращения, нервной системы и др. органов. У него учились многие русские физиологи и врачи — И. М. Сеченов, С. П. Боткин, И. П. Павлов и др. Во многих университетах были организованы хорошо оборудованные физиологические лаборатории.
Быстрыми шагами развивались