本會原名「中國化學會」，於 1932 年在南京創會，1950 年在台復會，總會位於台北，於新竹、台中、嘉義與高雄設有分會。2025 年 3 月 8 日，本會會員代表大會正式通過名稱變更為「台灣化學學會」，並啟用新版標識，象徵學會凝聚會員邁向新篇章。
學會組織理事會共 21 人，受全體會員之託，決定本會計劃及處理章程訂定之各項會務，同時設監事 5 人，審核本會預算及其他有關監察事宜。為健全學會功能，陸續成立出版、會員、財務、教育與名詞、獎章、國際事務與學術等委員會外，並於 1987 年將教育委員會與名詞委員會分別獨立，1988 年成立化學與環境委員會，2001 年成立化學與工業委員會加強產、學聯繫，2003 年成立女性工作委員會。至今已成立 11 個委員會，學會架構更趨完備。
學會定期出版三份專業期刊，其中會誌為英文期刊《Journal of the Chinese Chemical Society（JCCS）》自 1933 年出刊，並於 1954 年在台灣沿用原名復刊，為台灣歷史最悠久的國際化學期刊；中文刊物為《化學》以及《臺灣化學教育》，前者於 1934 年創刊、1954 年在台灣復刊，後者於 2014 年創刊。此等定期刊物提供促進化學研究交流以及提升化學教育品質的平台。學會並不定期出版通識、實驗室化學安全以及其他主題之書籍、海報、app 等，近年亦集結影音資料，透過 YouTube 頻道促進各類化學相關資訊的流通。
在國際交流方面，自 1959 年加入國際純化學暨應用化學聯合會（International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC），1984 年加入亞洲化學學會聯盟（Federation of Asian Chemical Societies, FACS）、1996 年加入亞洲藥物化學聯盟（Asian Federation of Medicinal Chemistry, AFMC）、 2006 年加入亞洲化學編輯學會（Asian Chemical Editorial Society, ACES），與各國際組織互動頻繁，包括承辦國際組織學術會議，邀請國際組織會長來訪，與美國化學會締結姊妹會（2001~2006），及與日本化學會簽訂雙方合作備忘錄（2018 年至今）等。
本會每年擇地舉辦年會，並主協辦各類專業研討會、工作坊/論壇及國際性學術研討會。近年學會各委員會結合本地化學社群，朝促進學術研究、深化化學教育、拓展國際合作、推動產學交流、支持女性化學家等多方面努力。2022 年起學會與國科會化學學門、科推中心化學組共組「化學發展聯盟」，在學術交流、人才培育等面向持續交換意見與相互支持。本會歷來亦透過響應 IUPAC 以及聯合國科教文組織之化學相關「國際年」的活動，來舉辦各類型針對不同受眾的大小型活動，啟發國高中生對於化學的興趣，以及讓社會大眾理解化學與生活、永續發展的關聯。
數十年來，透過化學界先進們的參與及奉獻，學會持續在促進國內外交流連結、傳播知識、啟發未來世代等多面向努力進行。未來仍將持續努力，豐盈國內化學界的成長。