化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任5个维度。
上述5项素养立足高中生的化学学习过程，各有侧重，相辅相成。它们将化学知识与技能的学习、化学思想观念的建构、科学探究与解决问题能力的发展、创新意识和社会责任感的形成等方面的要求融为一体，形成完整的化学学科核心素养体系。
1.科学知识和科学方法是科学素质结构的基础，前者回答了“认识什么”的问题，后者回答了“如何认识”的问题，二者统一的关键是科学探究活动。
2.科学兴趣是科学素质结构中的动力系统，科学思想是形成正确科学素质的思想基础，起着导向作用。
3.科学兴趣、解决问题能力和科学思想的培养，都要通过科学探究活动展开，因此科学探究活动的有效开展有助于实现培养科学素质的目标。
“微观探析”“模型认知”强调从微观层面理解物质组成、性质及其联系，根据物质微观结构预测物质的性质及其变化，能用多种模型描述与解释现象、预测物质及其变化或建立解决复杂化学问题的模型思维框架。这些核心素养很好地反映化学是在原子、分子水平上研究物质及其变化的本质特质，而且揭示了化学学科“宏观-微观-符号”的学科思维。
“实验探究”“宏观辨识”“证据推理”等强调发现并提出有探究价值的问题并能进行探究，在获取化学事实与现象的基础上，开展基于证据进行分析推理，形成科学结论等，体现了以化学实验为主的探究学习方式。
“变化观念”“平衡思想”强调学生认识到化学物质运动变化的条件性、规律性与本质性，建立物质及其变化分类研究的方法，能运用符号表征物质及其变化，建立对立统一、联系发展和动态平衡的观点考察分析化学反应等，对应为化学学科的核心任务。
“创新意识”“科学精神”及“社会责任”体现学科的育人价值，强调学生具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神，具有终身学习的意识和严谨求实的科学态度，理解化学、技术、社会与环境的相互作用，建立可持续发展和绿色化学观念，增强社会责任感，积极参与有关化学问题的社会决策等。
在化学教学中，可以结合相应的基础知识，创设教学情境，有意识地融入与社会主义核心价值观、中华民族优秀传统文化、科技领域的新成就、科学家们的感人事迹等相关内容，体现育人价值导向；有意识地融入化学与社会、环境、生产生活等相关的内容，体现应用价值导向，突出“科学精神与社会责任”教育。