化学实验手段是制约化学科学研究的非常重要的方面。在19世纪化学实验手段已经有了相当的水平，但这些仪器和设备的质量还不高，种类还不够齐全，精度也不够灵敏和准确。为克服这些不足，人们在对原有的化学实验手段加以改进的同时，积极吸收现代各种科学技术的新成果，创造和发明了一大批现代化的实验仪器和设备。
在18-19世纪，天平曾是使化学实验定量化的重要实验手段，借助于天平，人们取得了一系列重要实验成果。但当时的天平还比较粗糙，灵敏度一般只能达到0.1克-0.01克左右。为了满足现代化学科学研究的需要，人们对天平进行了改进和完善，制造了一些灵敏度更高、操作更方便的天平。现代化学的许多重大突破都与化学实验手段的改进、发明和创造紧密相关。1919年J.J.汤姆生的助手阿斯顿(F.W.Aston，1877-1945)改进了磁分离器，制成了第一台质谱仪，从而把人类研究微观粒子的手段向前大大推进了一步。为表彰阿斯顿的卓越贡献，他于1922年获得了诺贝尔化学奖。
现代化学实验使用了很多灵敏、精确和快速的实验手段，表现出仪器化的特点，红外光谱、核磁共振、顺磁共振和质谱等实验手段已被广泛使用。运用这些实验手段，能够更精确地进行化学定量检测，达到微(10-6)米、纳(10-9)米、甚至皮(10-12)米数量级，从而大大促进了化学实验手段的精密化。
近30年来，计算机在化学实验中得到了卓有成效的应用，正逐步成为重要的化学实验手段。

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