本书是化学“101计划”核心教材，旨在总结过去100多年物理化学的突破性进展，兼顾经典理论与新的学科发展，力争系统、定量、与实验紧密结合。全书分上、中、下三篇，共18章。上篇（第一至六章）为基本理论，旨在建立超多分子系统理论框架。第一章从分析相互作用标度入手，引入能量，并介绍原子、分子的能量量子化。第二章探索量子统计热力学基本思路，定义熵与温度，完成超多分子系统理论三个基石性概念的引入。第三章建立正交量子自由度的统计热力学方法，基于不同类型自由度的能级结构构建基态能、热能和熵计算方法。第四章分析宏观热现象