Βασική επιδίωξη του ΠMΣ είναι η κατάρτιση επιστημόνων με προσόντα που τους καθιστούν ανταγωνιστικούς στο εγχώριο και διεθνές ακαδημαϊκό και εργασιακό περιβάλλον, και που τους εξασφαλίζουν ευρείες προοπτικές απασχόλησης σε διάφορους επαγγελματικούς τομείς που συνδέονται άμεσα ή έμμεσα με το αντικείμενο των σπουδών τους. Επομένως, το πρόγραμμα είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με τις πρόσφατες επιστημονικές εξελίξεις και με τις απαιτήσεις της αγοράς εργασίας. Πιο συγκεκριμένα, οι απόφοιτοι του ΠΜΣ Χημείας μπορούν να απασχοληθούν επαγγελματικά ως εξειδικευμένα στελέχη σε θέσης ευθύνης στο δημόσιο και ιδιωτικό τομέα, ως ελεύθεροι επαγγελματίες, στην εκπαίδευση, καθώς επίσης και στο τομέα υγείας. Ειδικότερα οι κυριότεροι επιμέρους τομείς επαγγελματικής απασχόλησης των χημικών είναι οι παρακάτω, ενώ οι κάτοχοι ΔΠΜΣ Χημείας καλύπτουν θέσεις ευθύνης με υψηλότερη αμοιβή:
Δημόσιος τομέας: Οι χημικοί ασχολούνται κυρίως με τον ποιοτικό έλεγχο των διαφόρων εισαγόμενων και εξαγόμενων προϊόντων (πρώτες ύλες βιομηχανίας, καύσιμα, τρόφιμα, φάρμακα) και τον περιβαλλοντικό έλεγχο. Σε διάφορα υπουργεία όπως το Υ.Π.Ε.Κ.Α., το Υπουργείο Γεωργίας, το Υπουργείο Βιομηχανίας, Εμπορίου και σε οργανισμούς που εποπτεύονται απ’ αυτά. Στον τομέα χρονολόγησης, ταυτοποίησης και συντήρησης αρχαιοτήτων και έργων τέχνης (Υπουργείο Πολιτισμού). Ως ερευνητές σε Πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα ή ινστιτούτα. Στο Γενικό Χημείο του Κράτους (Γ.Χ.Κ). Σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού.
Ιδιωτικός τομέας: Οι χημικοί είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή, τον ποιοτικό έλεγχο των πρώτων υλών και των τελικών προϊόντων, καθώς και στην έρευνα για την παραγωγή και διάθεση νέων προϊόντων. Στη χημική βιομηχανία (τροφίμων, ποτών, λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων, πλαστικών, υφάνσιμων υλών, εντομοκτόνων, υλικών συσκευασίας, καλλυντικών. φαρμάκων, χρωμάτων). Σε μονάδες διυλιστηρίων και επεξεργασίας πετρελαίου. Ως οινολόγοι σε οινολογικά εργαστήρια. Σε υδατοκαλλιέργειες και σε ιχθυογεννητικούς σταθμούς. Σε ιδιωτικά εργαστήρια ως υπεύθυνοι ποιοτικού ελέγχου και ανάπτυξης νέων προϊόντων. Σε εταιρείες/οργανισμούς που ασχολούνται με το περιβάλλον. Σε νομικές υπηρεσίες ασχολούμενες με την καταχώρηση και τη διακίνηση πνευματικής ιδιοκτησίας (δικηγορικά γραφεία, Ο.Β.Ι., γραφεία διακίνησης). Σε γραφεία μελετών στον ιδιωτικό τομέα. Σημαντικός αριθμός ασχολείται με εισαγωγές και εξαγωγές και πώληση χημικών προϊόντων, πρώτων υλών, ειδών χημικής βιομηχανίας και οργάνων χημικών αναλύσεων και ελέγχου.
Ελεύθερα επαγγέλματα: Οι χημικοί μπορούν να ιδρύσουν ιδιωτικά εργαστήρια για αναλύσεις κάθε τύπου, όπως π.χ. εργαστήρια ελέγχου οίνων και τροφίμων εργαστήρια οινολογικού ελέγχου, ελέγχου ποιότητας σκευασμάτων που διοχετεύονται στην αγορά κ.λ.π.
Εκπαιδευτικός τομέας: Οι χημικοί μπορούν να εργασθούν ως καθηγητές στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση (Γυμνάσια, Λύκεια) δημόσια ή ιδιωτική και στην τριτοβάθμια εκπαίδευση (Τεχνολογικά Ιδρύματα, Ανώτατα Εκπαιδευτικά Ιδρύματα). Απαραίτητη προϋπόθεση για την ακαδημαϊκή σταδιοδρομία είναι η εκπόνηση διδακτορικής διατριβής και η ύπαρξη σχετικού ερευνητικού και εκπαιδευτικού έργου. Επιπλέον εργάζονται σε υπηρεσίες εκπαιδευτικού σχεδιασμού (Υ.ΠΑΙ.Θ., Παιδαγωγικό Ινστιτούτο κ.ά.).
Τομέας υγείας: Οι χημικοί ασχολούνται με χημικές και βιοχημικές αναλύσεις. Σε κρατικά ή ιδιωτικά κέντρα υγείας, σε εργαστήρια νοσοκομείων και κλινικών