Efnafræðingar rannsaka efni á vegum vísindastofnana og iðnfyrirtækja ásamt því að annast framleiðslu- og aðferðaþróun, sinna gæðaeftirliti og þróa tækjabúnað. Í starfinu felst að vinna með margvísleg efni, greina þau og/eða breyta. Auk þess sinna efnafræðingar oft kennslu í framhalds- og háskólum.
Efnafræðingar sérhæfa sig oft á tilteknu sviði svo sem í eðlisefnafræði, lífrænni- eða ólífrænni efnafræði, efnagreiningu eða reikniefnafræði.