Το μεταπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών στο Τμήμα Χημείας προσφέρει τη δυνατότητα λήψης πτυχίου Μάστερ (M.Sc) ή Διδακτορικού (Ph.D.), όπως περιγράφεται πιο κάτω. Στο Μεταπτυχιακό πρόγραμμα του Τμήματος φοιτούν σήμερα 54 φοιτητές, 35 από τους οποίους σε επίπεδο Διδακτορικού (ο μεγαλύτερος αριθμός σε σχέση με άλλα Τμήματα του Πανεπιστημίου). Το Τμήμα έχει ήδη απονείμει 35 τίτλους Διδακτορικού και 28 τίτλους Μάστερ. Από το Σεπτέμβριο του 2005, το μεταπτυχιακό πρόγραμμα Χημείας λειτουργεί με βάση το Ευρωπαϊκό Σύστημα Πίστωσης και Μεταφοράς Μονάδων (European Credit Transfer System, ECTS).