溶液結構化學是研究溶液中溶劑化物種的微觀結構及其與巨觀性質之間關係的科學。
它應該隸屬於化學科學中的四級學科，與電解質溶液化學、相平衡、分子動態學等並列。電解質溶液、離子溶液、非水溶液都是溶液結構研究的主要對象。而我們僅對海洋、鹽湖、地下滷水等天然水，以及運輸營養和痕量元素給生命的生物水感興趣。上述水除了組份和組成差異外，其本質上都屬於多組份電解質溶液。由於研究對象非常複雜，人們習慣把從複雜體系抽象出簡單體系進行研究。溶液結構實驗研究方法大多屬於物理學範疇。
水分子結構是非常簡單的。但是與大多數分子液體比較，液體水中氫鍵內和氫鍵外漲落，戲曲性地改變了水分子的扭曲度。加入不同性質離子時，進一步使水合層發生不同程度畸變。溶液中分子或離子之間相互作用包含各種化學鍵和分子間力，如對生命至關重要的氫鍵。液體運動也是多層次的，如流動、熱運動、振動、轉動等等。水溶液涉及到的時間尺度從千秒(ks)起，連續分布到毫秒(ms)、微秒(μs)、纖秒(ns,10s)、沙秒(ps,10s)、塵秒(fs,10s)和渺秒(as,10s)。上世紀八十年代有人把水溶液結構為三大類：彌散結構(D-structure)、振動結構(V-structure)和瞬時結構(I-structure)。隨後又出現了隱藏結構(H-structure)、局部結構(L-structure)、凍結結構(F-structure)、固有結構(Inherent structure)、時間分辨結構等。其中人們最感興趣的是唯一能夠直接獲得液體中原子間距、配位數和夾角的所謂彌散結構，也稱為時間空間平均結構。其它一般是強調液體結構的不同側面或者不同層次。正是由於水溶液結構的多層次性和多樣性，蘇聯維爾納茨基院士指出：“水化學中所研究的現象如此複雜，以致於它們在科學發展的每一個時代里都超出與它同時代的物理學和化學的範圍以外。今後也是這樣。”
