化學元素符號，形和義是國際上統一的、通用的，無論是哪個國家，C這個符號都表示碳元素，H這個符號都表示氫元素，毫無例外；然而元素的音（即發音）是各不相同的，元素所使用的語詞（概念）也是各異的。如前麵所舉的例子，H這個符號所代表的元素，英文中為Hydrogen，俄文中為водород，漢語中為氫（發qīn音）。因此，元素符號的形和義與音和概念，表現出了統一性和多樣性，形和義是統一的，音和概念是多樣的。
化學元素符號代表的是元素實體，符號本是抽象的，而它的所指卻具有具體性，人們看到H想到氫單質——氫氣，看到O想到氧氣，很具體很實際。從這點來看，化學元素符號表現了抽象和具體的統一，形是抽象的，義是具體的。
化學元素符號作為基本化學符號，可以依一定規則構成各種複雜的化學符號，如剛剛講過的，組成符號，分子符號，結構符號……從而可以表示化學中的複雜的現象和關係。這些是化學符號所特有的，就像化學語言、化學概念有其自身的特點一樣，化學符號也帶有明顯的化學特征，它們是化學的，標以“化學的”，是名實相符的。
化學符號具有多種功能，在化學中起著重要的作用。
化學符號是標記物，是代替另一事物的某種事物，而且它代替語言、文字來標記某種事物。標記，即標誌、記號之意，標記是某種事物的標誌、記號，實質上是以記號的形式表達出來。因此，化學符號首先和主要的功能是表達、表示，它能夠把化學元素、化學組成、化學結構、化學構型、化學構象、化學反應等表達出來，標示出來。語言是表達思想的工具，語言具有表達、表示的功能，化學語言無疑也具有這種功能，同樣，化學符號也具有這種功能。化學符號在表達和表示思想方麵比語言要簡單、明確和精確，因而顯得優越；而且，所要表達的思想越是複雜，化學符號的優越性顯得越是突出。一個分子結構式所表達的內容，若是用語言符號，需要一大段話或一大段文章，不僅顯得繁複，而且往往不夠明確和精確。誠然，也應當指出，化學符號的這種優越性是有限的，對於一些複雜的結構、構型和反應，化學符號不能完全表達出它們的思想內容，有時還需要必要的文字說明作補充。
化學符號作為化學語言的一種形式，一種特殊形式，如同語言一樣，也是思維的工具。化學家們的思維離不開概念，而化學符號可以替代概念，化學家們可以利用化學符號進行思考和推理。由於化學符號具有簡明性，化學家借助於化學符號進行思考的過程中，也具有簡明性。化學符號還有可操作性，可以組合和拆分，操作化學符號的過程也是化學家進行思考的過程，這樣，化學符號作為一種可操作性工具，有利於化學家將抽象思維和化學符號的具體操作有機地結合起來。
化學符號作為一種共同標記物，具有通用性，因而具有交流化學知識的功能。各國化學文獻使用的文字不同，化學符號卻相同，不同國家的化學家語言不通，化學符號相通，這就為化學知識的交流提供了便利。
化學符號的研究
1.符號和映象
符號是一種標記物，作為一種物，它是客觀的，是能夠作用於人們的感觀引起感覺的東西。例如，禁止行人通行的交通標誌，它可以用“禁止行人通行”的文字表達，也可以用某種圖形表示，我們著重分析後一種標誌物。當行人看到畫有圖形的交通標誌牌時，立即在頭腦中產生了該圖形引起的感覺，形成了一種思想上的圖象，用反映論的術語來表達，我們說該圖形作用於人的感觀引起了感覺，產生了該圖形的映象。映象是對物的反映，反映與被反映者具有相似性。這時，該圖形引起的思想上的映象，還僅僅是該物的映象，如同其他物體作用於人們的感觀引起的感覺一樣，僅此而已。我們用A代表標誌物，用C代表該物A在思想中引起的感覺，它們的關係為A→C。
由於該交通標誌牌設置在特定的場所——例如，城市中的某個路口，這構成了該物的環境背景，又由於已知的交通規則，於是在A引起感覺C的同時，立即產生聯想——標誌牌的圖形是“禁止行人通行”的意思，後麵這個意思用E來表示。這樣，形成了如下聯係：
在這樣的聯係中，A代表E，A是E的標記物，也就是說，A是E的符號。虛線表示A和E的聯係（即A代表、表示或標記E）不是直接的，而是間接的，實際的聯係用實線表示，是通過C建立起來的。
這個簡單圖示說明：代表或標記對象E的符號A，並不是直接由對象E決定的，因此，符號A可以代表E、標記E，但不能反映E，不是E的映象；作為符號的A與它所代表、標記的對象E的關係，是以C為中介的，是通過主體而建立的，A和E的關係是主體假定的，是主體（采用符號的人群）約定或規定的，所以，A（符號）和E（符號所標記的事物）之間，可以是相似的，也可以不是相似的，甚至根本就沒有相似性，這就是說，符號作為一種物質形式與它所代表的事物之間的聯係，不是自然的，而是人為的，是任意的和假定的。所以，符號和映象是不同的。
但是，通過主體的約定，當看到A，聯想到E（如“禁止行人通行”），這時A即代表了E（“禁止行人通行”），也可以說A中包含了一定的內容（“禁止行人通行”），A的含義即是E。實際上，人們使用符號，特別是在科學中運用科學符號，將符號作為事物的標記的同時也就賦予了它一定的含義。符號不等於符號的含義，符號的含義又是借助於符號表達出來的，是以符號作為物質外殼而存在、而顯示的。從這點來說，符號不單單是代替另一物的某物，而是具有含義的，含義是意識中的東西。“語言符號和非語言符號的含義乃是我們的意識（它基本上是對客觀現實和人的活動、實踐的各種形式的反映）中發生的和借助於符號在交往過程中被表達的各種映象”。符號通過它的含義與反映、映象發生聯係。
人們利用符號或科學符號的實際過程，不是先規定符號再賦予它含義，而是相反。人們在實踐和認識中，產生了某種映象，或者說產生了某種需要表達出來的思想，如要向行人表示“這裏禁止通行”，於是將這種要表達出來的思想、映象本體論化，轉化為某種圖形標誌，這就是符號。因此，在規定了標記物的同時，也就規定了標記物所要表示的含義。反過來，符號才能成為某種事物的標記，成為認識工具。從化學曆史來看，先有了關於化學的實踐、實驗、認識，才產生了應用符號的需要，才采用了符號，並逐步使符號統一化、規範化。所以，實際過程從根本上說是這樣的：符號所代表的物所形成的映象，本體論化為符號物，反過來符號又成了它所代表物的標記。
2.化學符號和化學映象
化學符號是化學客體的代替物，是化學客體的標記，化學映象是化學客體（組成、結構和過程）在思維中的反映，化學思想模型是化學映象的一種具體形式。我們討論化學符號和化學映象的關係，著重討論化學符號和化學模型的關係，或者反過來說，我們以化學符號和化學模型的關係為例，可以說明化學符號和化學映象的關係。
化學符號和化學模型都是化學客體的代替物，因為模型在科學認識過程中是被研究客體的代替者。那麼，這是不是說化學模型也是化學符號呢？這兩者之間有什麼區別和聯係呢？
我們已經知道，化學符號，如同科學符號或一般符號一樣，它與化學客體之間的關係，不是相似關係，或者確切地說，可以不是相似關係，而作為一種思想或理論模型的化學模型，與化學客體（即原型）之間具有相似關係，就其認識論特征而言，實質上是原型的反映，是原型在思想中的映象。
化學基本符號，即化學元素符號，與它所代表的元素之間的關係，沒有相似性，化學元素符號是化學家們約定的，僅僅是以字母符號代表元素、指稱元素。誠然，化學家們在實踐和認識中感覺到需要用某種記號表示化學元素，才想到用各種可能的記號去代表元素，最終選擇了化學元素的名稱的首位字母作為元素的符號。顯然，化學元素符號隻能標記、指稱相應的元素，它們與元素客體之間沒有相似關係，因而，不能作為化學元素的模型。元素符號就是元素符號，而不是元素的模型。
然而，由基本化學符號——元素符號組成的複合符號，情況變得複雜了。由元素符號構成的分子式、結構式、構型式、構象式和反應式等，都可以從兩方麵加以考察。僅以結構式為例來說明。例如，甲烷分子的結構式：
從一個方麵來分析，它是由基本符號（化學元素符號）和價鍵符號構成的化學結構符號，我們同樣也可以像分析符號那樣進行分析。作為一種符號，它是一種標記物，即一種圖形，它是客觀的，可以作用於人們的視覺器官引起感覺的東西，人們一看到它，立即在頭腦中引起了感覺，產生了這個圖形的形象了，如上麵所表示的那樣：A作用於感觀→C（在頭腦中產生了這個圖形的映象。如果看到這個圖形的是一個完全不懂化學的人，他所看到的僅僅是這樣一個圖形，並不知它為何物，更不知道它代表什麼、表示什麼。相反，如果看到這個圖形的是一個懂得化學的人（在化學或其他文獻中看到這個圖形——環境背景；他具有化學結構理論素養——相當於前麵說過的交通規則），當看到這個圖形A，引起了映象C時，立即聯想到“甲烷分子的結構”，我們用E表示，於是，形成了一種符號過程：
作用感觀引起聯想
A通過C（主體）與E發生聯係，A成了甲烷結構的標記，也就是甲烷分子結構的符號。
我們還可以從另一個方麵進行分析，這個圖形不僅僅作為甲烷分子結構的標誌，而且它具體指出了甲烷分子的原子組成和原子之間的相互結合（以價鍵符號表示的）、原子之間的關係，它在一定程度上反映了甲烷分子的實際情況，或者說，它是甲烷分子結構在平麵上的投影。在這個意義上，這個圖形（即結構式）又是客觀的甲烷分子結構的反映，是甲烷分子的結構模型，對這個模型進行研究能夠得到關於現實的甲烷分子的結構知識。
綜合上麵兩個方麵的分析可知，分子結構式，當它作為指代、標記、表示化學客體的工具時，它是化學符號；當通過這種符號把化學客體標誌出來，成為研究對象時，化學結構式就不再僅僅是化學結構符號，而轉化為化學模型了，即轉化為以結構符號的形式表現的化學結構模型了。我們知道，作為模型，通過實驗和理論研究，不斷得到修改和發展，使其越來越逼進現實的原型。如從平麵結構模型發展為立體結構模型，就向現實原型逼進了一步，從立體結構模型到構象分析模型，又向現實原型逼進了一步。模型向原型的逼進，標誌著認識的不斷深入。但是，模型終究是模型，它是原型的反映，而不是原型本身。模型和原型，具有相似關係，隨著認識的深入，相似的程度不斷提高；但是，模型和原型不能等同，它們之間的關係不是相等的關係，絕對同一的關係。化學符號卻不具有這種關係。化學符號，一般地說，隻是指稱、表示化學客體，與化學客體不必然具有相似關係。然而，正如在這裏分析所表明的，由於分子結構式、構型式，構象式、反應式等，都具有兩重性質，它們一身二任，從一個角度看是化學符號，從另一個角度看，又是化學模型，或者說具有化學模型的性質，因此，這種化學符號與其所代表的客體之間，雖然是標記與被標記的關係，卻同時具有相似性，在它代表、表示出化學客體的同時，給人們提供了關於客體的知識。
應當指出，在化學中，分子式、結構式、構型式、構象式、反應式等，固然具有模型的性質，過去在化學和化學哲學文獻中，多半強調的也是它們的模型性質；通過上麵的分析可知，這類化學式，首先是一種符號，首先有符號的性質，如果看不到這一點，化學結構模型等，作為一種理論模型，就無從獲得直觀表現，就失去了表現形式。以結構式表示的化學結構模型，實質上是化學結構理論模型的符號形式，是這種模型的符號化。符號化的模型，沒有符號如何能存在呢？因此，當我們分析分子式、結構式、構型式等等形式的時候，一方麵應當看到它們的形式方麵，它們是符號形式，另一方麵應當看到它們的內容方麵，它們是客觀的化學對象的反映，是客觀原型的模型。在這個意義上可以認為，化學分子式等，作為形式，是符號；它們的內容是反映，具有模型的性質，內容又與符號的含義相聯係，或者說，化學結構符號等借助於其含義與化學模型相聯係。
應當強調指出，當我們注意化學符號與化學模型之間的聯係的時候，也不應當抹煞它們之間的區別，不應當在化學符號與化學模型、或化學符號與化學映象之間劃等號，否則將會與符號論相混同。下麵我們就來討論化學符號和符號論的關係問題。
3.化學符號和符號論
我們已經反複指出，化學符號作為化學對象或過程的代替物，與化學對象或過程並不要求形式上的相似，建立和使用化學符號的化學家也並不企求使化學符號同被標誌的對象在形式上相似。例如，化學家們使用H作為氫的符號，他們決不認為氫元素的原子在形式上就像H這個符號那個樣子，他們隻是用H代表氫元素的原子。同樣，化學家們用代表甲烷，在他們的心目中，這個式子隻是象征性地表示甲烷分子中原子的結合和相互位置，其中，H和C僅僅代表氫和碳的原子，“—”表示相互之間的結合；因此，這個式子決不意味著氫原子就像H那個樣子，碳原子具有C的樣式，原子之間真的有一根線相連。事實上，隨著化學的發展，化學家們對原子之間的相互結合的作用的理解，不斷變化，不斷深化，在量子化學中，特別是在分子軌道理論中，對這種相互結合的作用（即化學鍵）的理解，遠非一條線“—”所能充分表達的。在這個意義上，化學符號本身，或者確切地說化學符號的物質形式同它所代表和表示的元素、分子等化學客體之間的聯係，是任意的或假定的，不是由化學客體本身的性質所決定的；也正是在這個意義上，化學符號隻能標記或代表化學客體，而不能反映化學客體，化學符號不是化學客體的映象。但是，化學家們基於化學實踐和認識，在創造化學符號的同時，也就規定了化學符號的含義，化學符號的含義與化學對象相聯係，它由化學對象所決定並反映化學對象。
我們知道，人們的感覺、知覺、表象等等，是人腦對外部世界的反映，基於感覺、知覺、表象等等，進一步抽象，形成的概念、定律和理論，也都是對客觀對象和過程的反映，是客觀對象和過程在思想中的映象。正如列寧在《唯物主義和經驗批判主義》一書中所指出的，感覺是客觀世界，即世界自身的主觀映象，我們表象的對象和我們的表象有區別，後者是前者的反映。在談到物質概念時，列寧在同一本書中指出，物質是標誌客觀實在的哲學範疇，這種客觀實在是人感覺到的，它不依賴於我們的感覺而存在，為我們的感覺所複寫、攝影、反映。這些說明，標誌客觀實在的概念、範疇和定律等，它們的形式是主觀的，內容是客觀的。如果把感覺、知覺、表象等視為符號，把概念也看作為符號，把定律和理論當作符號構成的體係，實際上也就是把映象和符號等同起來，將會造成理論上的混亂。
列寧在《唯物主義和經驗批判主義》一書中專門對所謂感覺符號論進行了分析和批判。列寧指出，把感覺叫做外部現象的符號，否認感覺和它們所代表的物之間有任何相似之處，這是不可知論的觀點，是感覺符號論或象形文字論。什麼是象形文字論或感覺符號論呢？所謂象形文字論，就是一種認為人的感覺和表象不是現實的物和自然過程的複寫，不是它們的模寫，而是記號、符號、象形文字等等的理論。依據這種理論，人們關於物的表象，隻能是客體的符號和天然標誌，人們關於物的感覺不過是符號，不過是某種任意的標誌，這種標記和被標記的物的世界是完全不同的。
顯然，感覺符號論或稱為符號論，把符號與映象混同了，試圖用符號代替映象。我們已經知道，符號不須同它代表的東西有任何相似之處，如果感覺、表象、概念等不是現實對象的映象，而隻是同現實對象沒有任何相似之處的符號，那麼外部的現實對象是否存在就成疑問了，而且對外部對象的認識也就成問題了。
化學家，特別是理論化學家，在現代化學研究中，離不開化學符號，也離不開其他科學符號，尤其是數學符號。在一定範圍內，理論化學家的工作，似乎直接同符號打交道，利用化學的、物理學的和數學的符號進行構思、推理和運算，許多時候還要利用計算機進行計算，輸入和輸出，總之，理論化學家直接麵對的幾乎是符號的世界。在這種情況下，常常會遇到兩個問題：第一個問題，在他們采用符號進行構思、推理和運算的時候，怎樣認識化學概念和理論，它們僅僅是符號還是對化學對象及過程的反映。在化學史上，一些化學家盡管處處使用著原子、分子概念，但不認為原子和分子是客觀存在的，這在實質上是把原子、分子概念當作了符號。這個曆史經驗應當記取，以免重犯類似的理論錯誤。第二個問題，對符號的含義如何進行解釋。利用符號進行構思、推理和運算，目的是為了揭示規律，直接表現為如何理解和認識一些符號的物理意義。正是在這點上，也就是在怎樣認識一些符號或符號體係的物理意義的問題上，經常發生分歧，也常產生歧義。例如，海特勒和倫敦根據對H2的計算結果，注意到氫分子鍵能的大部分是由交換積分做出的貢獻（日本物理學家蘇基納算出了交換積分的準確數值），於是用電子交換解釋成鍵的原因。他們認為，正是由於電子以一定頻率從一個原子到另一個原子作同步跳動，才使兩個氫原子結合成氫分子。後來，量子化學家們指出，交換概念不是真實的物理圖象，而是與一定的近似處理方法相聯係的，隻是對數學模型的一種解釋。無論解釋的是否正確，無論作出怎樣的解釋，人們總得對采用的符號（包括數學符號和公式）和利用符號所得結果作出解釋，否則，僅僅是一些符號或數字，不知道它們表示什麼，意味著什麼，人們的研究也就失去了意義。對符號及利用符號進行推理和計算所得結果進行理論解釋，實質上是要揭示隱藏在符號及其結果背後的含義。在這方麵，現代化學已經取得了長足進步，但是，仍有許多問題需要進行深入探索，而且，為了深入認識化學規律，還不得不常常求助於經驗和半經驗的方法。