Związki chemiczne podlegają różnorodnym procesom fizycznym i chemicznym.
Stykające się ze sobą substancje ulegają dyfuzji, co prowadzi do wymieszania tych substancji, a gdy mieszanie odbywa się w cieczy, do ich rozpuszczenia i utworzenia roztworu.
W przypadku dyfuzji rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną błonę z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o stężeniu większym zachodzi osmoza, w wyniku czego wytwarza się określone ciśnienie osmotyczne.
Związki o charakterze jonowym (kwasy, zasady, sole) w wodzie dysocjują, czyli rozpadają się na jony pod wpływem cząsteczek wody, a następnie, otoczone przez wodę, ulegają hydratacji (hydratacji ulegają też nieelektrolity, ale o charakterze hydrofilowym). Zawarte w zdysocjowanych roztworach jony decydują o odczynie, który określony jest przez stężenie jonów wodorowych, wyrażone w skali pH. Szereg związków o cząsteczkach większych (1-100 μm),
Szereg związków o cząsteczkach większych (1-100 μm), np. białka, tworzy roztwory koloidalne. Roztwory te cechuje odwracalność faz, która przejawia się w zdolności do przechodzenia ze stanu ciekłego, zwanego zolem, w stan stały lub półstały, zwany żelem, albo na odwrót – żelu w zol, dzięki koagulacji lub peptydyzacji cząstek koloidowych. Hydratacja koloidów prowadzi do ich pęcznienia. Układy koloidowe stanowią sprzyjające środowisko do szybkiego przebiegu wielu reakcji chemicznych (ze względu na ogromną powierzchnię rozdziału między rozproszonymi – zdyspergowanymi – cząstkami a środowiskiem dyspersji).
Takie warunki panują w komórkach żywych organizmów, których zawartość ma postać roztworu koloidowego będącego wodną mieszaniną białek oraz innych substancji, często zdysocjowanych. Zawarte w tym układzie koloidowym substancje ulegają nieustannym przemianom chemicznym, stając się dla organizmów budulcem, źródłem energii lub regulatorami różnorodnych procesów.