化学专业培养的学生，将掌握该专业所需的数学、物理、计算机等相关学科的基本理论和基本技能；系统地掌握化学专业，包括无机化学、分析化学、有机化学、物理化学等的基础理论和基本知识，掌握化学实验的基本方法和技能；熟悉文献检索和其它获取科技信息的方法；受到科学研究的初步训练，知识面较广，有较好的适应性。将成为具备宽厚理论基础知识，掌握专业技能与研究方法，能够从事化学及相关领域的产品研制与开发的，适应国家经济与科技发展需求的、高素质综合型的应用化学技术人才和科学研究型人才。
应用化学根据人才市场的需求，应用化学专业以培养高素质复合型人才为目标，实行三足鼎立的培养模式。
一是强化数学、物理、外语等基础教育，按北航理工科较高水平将高等数学A、大学物理A、线性代数、大学外语等设置为基础核心课程；二是学生将系统掌握化学专业的基础理论和基本知识，课程包括无机化学、有机化学、物理化学、结构化学等主干课程，同时兼顾与未来需求相适应的纳米技术、仿生技术等应用领域知识的培养；三是多角度分层次地使学生的实验技能和动手能力得到严格的训练，包括200多学时的基础和综合实验、18周的毕业设计锻炼、课外科技创新活动、大学生科研训练计划（SRTP）等实践教学环节，提升学生的实践能力。