瑞典化学家贝格曼可称为无机定性、定量分析的奠基人。他首先提出金属元素除金属态外，也可以其他形式离析和称量，特别是以水中难溶的形式，这是重量分析中湿法的起源。当时还没有原子量，也没有化合物的分子式。他的换算因子是由实验直接获得的。
德国化学家克拉普罗特不仅改进了重量分析的步骤，还设计了多种非金属元素测定步骤。他准确地测定了近200种矿物的成分及各种工业产品如玻璃、非铁合金等的组分。
18世纪分析化学的代表人物首推贝采利乌斯。他引入了一些新试剂（如氢氟酸用于分解硅酸盐岩石和二氧化硅测定）和一些新技巧，并使用无灰滤纸、低灰分滤纸和洗涤瓶。他是第一位把原子量测得比较精确的化学家。除无机物外，他还测定过有机物中元素的百分数。他对吹管分析尤为重视。吹管分析可认为是冶金操作之微型化，即将少许样品置于炭块凹处，用氧化或还原焰加热，以观察其变化，从而获得有关样品的定性知识。此法沿用至19世纪，其优点是迅速、所需样品量少，又可用于野外勘探和普查矿产资源等。
19世纪分析化学的杰出人物之一是弗雷泽纽斯，他创立一所分析化学专业学校，至今此校仍存在，并于1862年创办德文的《分析化学》杂志，由其后人继续任主编至今。他编写的《定性分析》、《定量分析》两书曾译为多种文字，包括晚清时代出版的中译本，分别定名为《化学考质》和《化学求数》。他将定性分析的阳离子硫化氢系统修订为目前的五组，还注意到酸碱度对金属硫化物沉淀的影响。在容量分析中，他提出用二氯化锡滴定三价铁至黄色消失。
容量分析1663年玻意耳报道了用植物色素作酸碱指示剂。但真正的容量分析应归功于法国盖·吕萨克。1824年他发表漂白粉中有效氯的测定，用磺化靛青作指示剂。随后他用硫酸滴定草木灰，又用氯化钠滴定硝酸银。这三项工作分别代表氧化还原滴定法、酸碱滴定法和沉淀滴定法。络合滴定法创自李比希，他用银滴定氰离子。
另一位对容量分析作出卓越贡献的是德国莫尔，他设计的可盛强碱溶液的滴定管至今仍在沿用。他推荐草酸作碱量法的基准物质，硫酸亚铁铵（也称莫尔盐）作氧化还原滴定法的基准物质。
微量分析最早的微量分析是化学显微术，即在显微镜下观察样品或反应物的晶态、光学性质、颗粒尺寸和圆球直径等。17世纪中叶胡克从事显微镜术的研究，并于1665年出版《显微图谱》。法国药剂师德卡罗齐耶在1784年用显微镜以氯铂酸盐形式区别钾、钠。德国化学家马格拉夫在1747年用显微镜证实蔗糖和甜菜糖实为同一物质，在1756年用显微镜检验铂族金属。1865年黑尔维希著《毒物学中之显微镜》。1877年博里基著《以化学／显微镜法作矿物与岩石分析》，并使用气体试剂（如氟化氢、氯）、氟硅酸和硫化铵与矿物及其切片作用。贝仑斯不仅从事无机物的晶体检验，还扩充到有机晶体。1891年莱尔曼提出热显微术，即在显微镜下观察晶体遇热时的变化。科夫勒及其夫人设计了两种显微镜加热台，便于研究药物及有机化合物的鉴定。热显微术只需一粒晶体。后来又发展到电子显微镜，分辨率可达1埃。
不用显微镜的最早的微量分析者应推德国德贝赖纳。他从事湿法微量分析，还有吹管法和火焰反应，并发表了《微量化学实验技术》一书。公认的近代微量分析奠基人是埃米希。他设计和改进微量化学天平，使其灵敏度达到微量化学分析的要求，改进和提出新的操作方法，实现毫克级无机样品的测定，并证实纳克级样品测定的精确度不亚于毫克级测定。有机微量定量分析奠基人是普雷格尔，他曾从胆汁中离析一降解产物，其量尚不足作一次常量碳氢分析，在听了埃米希于1909年所作的有关微量定量分析的讲演并参观其实验室后，他决意将常量燃烧法改为微量法（样品数毫克），并获得成功。1917年出版《有机微量定量分析》一书，并在1923年获诺贝尔化学奖。
常量操作如不适用于微量分析则需改进。例如，常量过滤是将沉淀定量移入滤纸锥中或过滤坩埚中。若用此法于微量沉淀过滤，则在原进行沉淀的烧杯壁所粘附的物质就不能再忽略不计了，所以必须改变办法。微量过滤采用滤棒吸出母液，而留全部沉淀于容器中。容器可用25毫升瓷坩埚，它兼用作称量器皿。还可在其内洗涤沉淀，然后再用滤棒吸出洗液。这样既可避免沉淀损失，又可简化操作手续。
无机化合物在滤纸上的行为在19世纪中已引起注意。德国化学家龙格在1850年将染料混合液滴在吸墨纸上使之分离。更早些时候他用染有淀粉和碘化钾溶液的滤纸或花布块作漂白液的点滴试验。他又用浸过硫酸铁（Ⅲ）和铜（Ⅱ）溶液的纸，在其中部滴加黄血盐，等每滴吸入后再加第二滴，因此获得自行产生的美丽图案。1861年出现舍恩拜因的毛细管分析，他将滤纸条浸入含数种无机盐的水中，水携带盐类沿纸条上升，以水升得最高，其他离子依其迁移率而分离成为连接的带。这与纸层析极为相近。他的学生研究于滤纸上分离有机化合物获得成功，能明显而完全分离有机染料。
用滤纸或瓷板进行无机、有机物的检出是普雷格尔的贡献。方法简单而易行，选择性和灵敏度均高，点滴试验属微量分析范围。所著《点滴试验》和《专一、选择和灵敏反应的化学》两书，为从事分析者所必读。1921年后奥地利法伊格尔系统地发展了点滴试验法。
20世纪60年代，魏斯提出环炉技术。仅用微克量样品置滤纸中心，继用溶剂淋洗，而在滤纸外沿加热以蒸发溶剂，遂分离为若干同心环。如离子无色可喷以灵敏的显色剂或荧光剂。既能检出，又能得半定量结果。
色谱法也称层析法，基本上是分离方法。1906年俄国茨维特将绿叶提取汁加在碳酸钙沉淀柱顶部，继用纯溶剂淋洗，从而分离了叶绿素。此项研究发表在德国《植物学》杂志上，故未能引起人们注意。直至1931年德国库恩和莱德尔再次发现本法并显示其效能，人们才从文献中追溯到茨维特的研究和更早的有关研究，如1850年J.T.韦曾利用土壤柱进行分离；1893年里德用高岭土柱分离无机盐和有机盐。四年后D.T.戴用漂白土分离石油。
气体吸附层析始于20世纪30年代的舒夫坦和尤肯。20世纪40年代，德国黑塞利用气体吸附以分离挥发性有机酸。英国格卢考夫也用同一原理在1946年分离空气中的氦和氖，并在1951年制成气相色谱仪。第一台现代气相色谱仪研制成功应归功于克里默。
气体分配层析法根据液液分配原理，由英国马丁和辛格于1941年提出。由于此工作之重要，他们获得1952年诺贝尔化学奖。戈莱提出用长毛细管柱，是另一创新。
色谱－质谱联用法中将色谱法所得之淋出流体移入质谱仪，可使复杂的有机混合物在数小时内得到分离和鉴定，是最有效的分析方法之一。
液相色谱法包括液－液和液－固色谱，后两个名称之第一物态代表流动相，第二物态代表固定相。在大气压力下，液相色谱流速太低，因此须增加压强。这方面的先驱工作是哈密顿在1960年用高压液相色谱分离氨基酸。1963年吉丁斯指出，液相色谱法的柱效要赶上气相色谱法，则前者填充物颗粒应小于后者颗粒甚多，因此需要大压强，所用的泵应无脉冲。1966年詹特福特和高制成这种无脉冲泵。1969年柯克兰改进填充物，使之具有规定的表面孔度，再将固定相（如正十六烷基）键合在载体上，使之能抗热和抗溶剂分解。载体可用二氧化硅，键合通过Si-O-C或Si-C键。
薄层层析采用薄层硅胶等代替滤纸进行层析。由于硅胶颗粒均匀而细微，分离的速度和程度一般优于纸层析，分离无机物和有机物时与纸层析一样有效。荷兰生物学家拜尔因克在1889年滴一滴盐酸和硫酸的混合液于动物胶薄层中部，盐酸扩散远些，在硫酸环之外另成一环，相继用硝酸银和氯化钡显示这两个环的存在。9年后维伊斯曼用同样方法证明麦芽的淀粉酶中实含两种酶。直至1956年德国施塔尔改善涂布方法和操作，采用细颗粒（0.5～5微米）硅胶等措施，才使该法得到广泛使用。定量薄层层析始于基施纳等。他们最先测定橙柑属及其加工品中的联苯。
热分析希腊哲学家泰奥弗拉斯图斯曾记录各种岩石矿物及其他物质遇热所发生的影响。法国勒夏忒列和英国罗伯茨－奥斯汀同称为差热分析的鼻祖。20世纪60年代出现精细的差热分析仪和奥尼尔提出的差示扫描量热法，它能测定化合物的纯度及其他参数，如熔点和玻璃化、聚合、热降解、氧化等温度。
20世纪初提出的热重量法是研究物质，如钢铁、沉淀等遇热时重量之变化。本多光太郎创制第一架热天平，它最初只用于解决冶金方面的问题。将它用于分析方面的当推杜瓦尔。他曾研究过1000多种沉淀的热行为。例如草酸钙用高温可灼烧为氧化钙，也可在约550℃灼烧为碳酸钙。二者作为称量形式，则以后者为佳，因灼烧时既省能量，换算因子值较大（因此误差较小），又免氧化钙在称量时吸潮。
电解时，铜（Ⅱ）在阴极还原而以单质（零价）析出，再进行称量，应归入重量法。此时可认为电子是沉淀剂。还有铅（Ⅱ）在阳极氧化，以二氧化铅形式附于阳极。前法在19世纪60年代分别由德国卢科和美国吉布斯独立提出。
