應用化學系（12系）創(chuàng)建于1982年，歷經1997年化學與材料科學學院成立及后續(xù)學科發(fā)展，逐漸形成了以應用化學、環(huán)境化學、輻射化學、感光化學、材料化學等學科方向為主體的特色系。該系曾培養(yǎng)了包括楊培東、何川、段鑲鋒、殷亞東、孫玉剛、崔屹、黃昱等國際著名化學家在內的一大批優(yōu)秀校友，具有廣泛的國際知名度。2001年應當時的基礎學科發(fā)展要求，應用化學系的學科方向分別并入化學系、高分子科學與工程系和材料科學與工程系。
隨著國家戰(zhàn)略需求和國際重大科學前沿的發(fā)展，逐漸凸顯出發(fā)展以應用為導向的化學學科的重要性。根據(jù)校學科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需要，2018年5月校長工作會議研究決定恢復應用化學系，包括能源化學、應用化學、環(huán)境工程、可再生清潔能源四個專業(yè)方向。未來將發(fā)展化學與能源、環(huán)境、化工、生物、電子、醫(yī)學、藥學等交叉的新興學科，通過理工科融合，注重原始創(chuàng)新，催生變革性技術，為國家培養(yǎng)能源、環(huán)境、化工、電子和生命等相關應用領域的具有創(chuàng)新意識和實踐能力的高素質創(chuàng)新型科研人才。
現(xiàn)有教職員工共40人，包括教授11人、特任教授8人、副教授和副研究員9人、特任副研究員10人、實驗員2人。其中，中國科學院院士1人、教育部長江學者2人、國家杰出青年基金獲得者5人、國家優(yōu)秀青年基金獲得者6人、長江計劃青年學者2人。