Chimia fizică a lui Atkins reprezintă poate cel mai recunoscut manual internațional de licență în domeniul său. Prezentarea conceptelor se face într-un mod simplu, fără a neglija rigurositatea științifică acolo unde este necesară, oferind astfel cititorului posibilitatea de a înțelege conceptele de bază necesare pentru studiul ulterior.

Numerosele exemple, exercițiile rezolvate, precum și bogata colecție de probleme nerezolvate ajută în această direcție. Acest al doilea volum se ocupă de structura materiei. În primele capitole sunt dezvoltate principiile și conceptele de bază ale mecanicii cuantice, aplicarea cărora studiază apoi structura atomilor și moleculelor.

Cunoștințele aceste și studiul simetriei moleculelor se combină pentru interpretarea spectrelor atomilor și moleculelor în trei capitole dedicate spectroscopiei. În aceste capitole sunt prezentate pe larg proprietățile laserelor, precum și fenomenul rezonanței magnetice nucleare.

Prezentarea termodinamicii statistice leagă conținutul celui de-al doilea volum de conceptele termodinamicii dezvoltate în primul. În cele din urmă, sunt studiate unele dintre tehnicile de difracție, proprietățile electrice și magnetice ale moleculelor și proprietățile macromoleculelor.