阿諾德（Frances H. Arnold）、史密斯（George P. Smith）和溫特爾（Gregory P. Winter）三位科學家在實驗室中創造出了自然界的進化。諾貝爾化學委員會主席表示：「這些科學家們在試管中應用了達爾文進化論。」如今，他們科研方法被應用於藥物領域，比如為糖尿病患者生產胰島素。

德國物理學家黑爾（Stefan Hell）和美國科學家白茲格（Eric Betzig）、莫爾納（William  Moerner）研製成功了一種突破性的顯微技術，將光學顯微鏡的範圍提高到了納米尺度，甚至可以超高分辨活體組織，比如癌細胞。

借助電腦程序，人們可以輕而易舉地對複雜的化學結構進行分析，任意進行拼接，並可以預言其反應。三名諾貝爾化學獎得主馬丁‧卡普拉斯(Martin Karplus)，邁克爾‧萊維特(Michael Levitt)和亞利耶‧瓦謝爾(Arieh Warshel)為此奠定了基礎，並為許多應用鋪平了道路，比如在電腦上研發藥物。

化學裡有些東西確實挺難懂的，比如「綠色熒光蛋白」。日本人下村脩、美國人查爾菲（Martin Chalfie）和生於美國的華裔錢永健（Roger Tsien）對這一物質進行了研究。在自然條件下，這種蛋白會出現在一些水母類動物上。而借助基因技術，老鼠也能產生這種蛋白。這樣就能便於對活體器官的代謝過程進行觀察。

克魯岑（Paul Crutzen）、莫裡納（Mario Molina）和羅蘭（Frank Rowland）的研究項目是大氣化學，尤其是臭氧層的產生和分解。這三位學者證明了，臭氧層對於人類社會排放的氣體會作出何種反應，從而解釋了臭氧空洞的來由。諾獎委員會認為這一成就足以得到表彰。

1963年，德國人齊格勒（Karl Waldemar Ziegler）與義大利化學家納塔（Guilio Natta）共享諾貝爾化學獎。兩人發明了一種能夠合成聚乙烯的工藝，而塑膠袋正是用這種材料製造的。

英國人桑格（Frederick Sanger）揭示了胰島素的結構。糖尿病人無法製造或者是不能製造足量的胰島素，因此必須經常通過注射的方式來補充，以維持生命。胰島素目前已經可以通過基因技術大批量生產。

哈恩（Otto Hahn）發現了原子的核裂變。如果用較小粒子-中子，撞擊品質較重的原子核，後者就會變成兩個較小的原子核。這一過程會釋放大量能量，以及其他中子，從而構成鏈式反應。哈恩的發現能夠用來生產核電，但也可以製造原子彈。

德國人布特南特（Adolf Butenandt）因為在性激素方面的研究而獲諾貝爾獎。但希特勒不允許他前去參加頒獎儀式。布特南特首次成功分離出了許多控制人體性功能的荷爾蒙。正是這些物質決定了男性胚胎最終成為男人，女性胚胎成為女人。

威蘭德（Heinrich Otto Wieland）也是一名來自德國的諾貝爾化學獎得主，他發現了膽汁酸的結構。膽汁酸是膽汁的主要組成部分，由肝髒合成。它能夠幫助人體消化和吸收脂肪。

德國人哈伯（Fritz Haber）發明了用氫氣和氮氣合成氨的方法。這使得人工合成肥料成為可能，加速了農業發展，以應對不斷增長的全球人口。但合成氨技術也奏響了炸藥生產的序曲。

德國化學家維爾施泰特（Richard Willstätter）憑借對植物色素的研究而獲得諾貝爾化學獎。尤其是對葉綠素的研究具有重大意義：正是這種物質讓植物呈現綠色，並能促成光合作用，把陽光、二氧化碳和水最終轉化為糖類。

居裡夫人曾兩次榮獲諾貝爾獎：1903年她獲得物理獎，八年之後又拿下了化學獎。她發現了放射性物質鐳和釙。這些元素會進行放射性衰變。自然界中的鈾礦石裡就含有具有毒性的釙，而吸煙產生的煙霧中也有這一物質。

德國人比希納（Eduard Buchner）發現，發酵過程並不一定需要活細胞。比如在釀造啤酒的發酵過程中，酵母會把糖轉化成酒精。而比希納證明了，這一過程在使用已經沒有活力的酵母細胞也能完成，這在當時是一項令人不可思議的發現。

蘇格蘭人拉姆齊爵士（Sir William Ramsay）發現了惰性氣體元素。這些元素是空氣的固定組成部分，很少與其他物質發生反應。用來給氣球充氣以讓它們能夠升空的氦氣也是惰性氣體的一種，此外還包括霓虹燈裡使用的氖。

上世紀初的這一年頒發的化學獎可謂「甜甜美美」：菲舍爾（Hermann Emil Fischer）因為對於糖的研究而成為首名獲此獎項的德國人。他的成就包括發明了一種方法，用來描述糖分子的複雜三維結構。