Достижения Николая Николаевича Семёнова значительно повлияли на развитие химической физики, в частности:

• Создание общей теории цепных процессов. 4 Результаты работы обобщены в монографии «Цепные реакции» (1934), которая послужила мощным толчком к развитию работ по химической физике и химической кинетике во всём мире. 4 Теория Семёнова объяснила резкую зависимость скорости реакции от небольших изменений давления, добавок инертного газа, диаметра реакционного сосуда и состояния его стенок. 4
• Разработка теории теплового взрыва газовых смесей (самовоспламенения). 3 На основе этой теории учёный в дальнейшем построил учение о распространении пламени, детонации, горении взрывчатых веществ и порохов. 3
• Открытие ионно-гетерогенного типа катализа. 23 Учёным и его учениками была развита цепная теория гетерогенного катализа, разработаны статистическая теория каталитической активности, теория топохимических процессов и кристаллизации. 3
• Инициация биологического направления развития химической физики. 3 В результате за несколько десятилетий химическая физика стала теоретической основой науки о жизни, и на слиянии её и биологии возникла новая наука — биохимическая физика. 3

Кроме того, Семёнов создал знаменитую «семеновскую» научную школу химической физики и воспитал плеяду учеников, ставших академиками. 3