化學系下設物理化學教研室、無機化學教研室和學科教學論(化學)教研室。現有本科專業一個，含化學(師範)和化學兩個方向;擁有化學一級學科碩士學位授權點和學科教學論(化學)碩士學位點;設有生物物理化學博士點和課程與教學論(化學專業)博士培養方向。化學系已經形成“本科生—碩士生—博士生”完整的人才培養體系，教風、學風優良，學術氣氛濃厚，學生教育管理規範，注重學生職業生涯發展規劃，具有一套切實有效的教學評估和綜合測評體系，為有志於從事化學領域工作的莘莘學子提供了廣闊發展的空間和一試身手的舞台。
化學系現有教授(研究員)13人，副教授(副研究員、高級工程師)9人，教職工中擁有博士學位的有20人。師資力量雄厚，現有特聘教授1名，博士生導師6人，江蘇省“333”工程帶頭人培養對象1人，江蘇省“青藍工程”學術帶頭人1人，江蘇省“青藍工程”優秀中青年骨幹教師2人，南京師範大學優秀青年骨幹教師10人，物理化學學科羣體被評為校優秀學科梯隊。
化學系的學科建設經過不斷提升和凝練研究方向，主要有膠體與表面化學、電化學、多相催化、理論與計算化學、生物無機化學、無機固體化學、合成化學以及納米材料化學等，與生物學、植物學、材料學、物理學等學科交叉明顯。
化學系擁有電子繞射實驗室、催化實驗室、紅外實驗室、電化學實驗室、新材料實驗室和無水無氧實驗室等，共計1000多平方米;萬元以上的儀器設備近200台(件)，價值近2000萬元。目前化學系承擔國家自然科學基金項目、國家計委稀土農用招標項目、國家發改委稀土專項基金、江蘇省高新技術項目和教育部重點項目等50餘項，研究經費達到800多萬元。在J. Am. Chem. Soc.，Adv. Mater.，Chem. Commun., Anal. Chem.，J. Phys. Chem., 中國科學，科學通報等權威期刊上共發表論文1000餘篇，其中SCI期刊源刊物500餘篇。出版教材及專著10餘部。
化學課程與教學論學科是本系的特色學科，在國內同行中享有聲譽，為江蘇乃至全國的中等化學教育培養了一大批高質量的骨幹教師、從事教育教學研究以及管理人員。1996年成功申報化學學科教學論碩士學位點，同年作為國內首批教育碩士(學科教學·化學)培養的試點專業開始招生，2001年招收國內首個化學課程與教學論博士研究生。至今已培養化學課程與教學論方向博士研究生9人、碩士研究生78人，化學學科教學方向教育碩士300餘人。
長期以來，本學科堅持以學科建設為中心，努力開展課題研究，在有關化學學科教學的基礎性研究方面取得了豐碩的成果。建設學位點以來，本學科的教師先後完成部省廳教育科學、人文社科、新世紀教改等各類科研項目近20項，在研5項，獲得的科研經費、學科建設資助超過100萬元;發表學術論文200多篇，出版專著、教材、參考資料等書籍20餘本。本學科教師還努力聯繫並積極服務於江蘇的基礎教育實際，20多年來一直承擔着國家級、省級高中化學骨幹教師的培養、培訓任務，開辦化學教學論研究生課程進修班，為江蘇省內外培訓高中化學骨幹教師近千人。創辦於20世紀80年代的面向中學生的課外刊物《化學教與學》，為推進中學素質教育做出了貢獻，獲得了良好的社會效益，受到了各方面的稱讚。