У боротьбі зі злочинністю важливу роль відіграє криміналістична експертиза. При її проведенні широко застосовуються фізичні і хімічні методи дослідження. Перші засновані на вивченні фізичних законів і явищ, а другі — на вивченні хімічної форми руху матерії. Застосовуючи фізичні методи дослідження, експерт звичайно має справу з такими явищами, як випромінювання, проникнення, відображення, поглинання, пропущення світлових хвиль різної довжини, утворення збільшених зображень за допомогою оптичних і електронних пристроїв, радіоактивність. До галузі фізичних досліджень відноситься також встановлення таких властивостей, як твердість, електропровідність і ін.[6]

З фізичних методів дослідження в криміналістичній експертизі найбільше поширення одержали методи виміру (лінійних і кутових величин, ваги, обсягу й ін.), мікроскопія, дослідження в невидимих променях спектра (інфрачервоних, ультрафіолетових, рентгенівських), люмінесцентний аналіз, спектральний аналіз.

При застосуванні хімічних методів дослідження доводиться мати справу з такими явищами, як окислювання, відновлення, розчинення й ін. Для хімічного дослідження криміналістичних об'єктів застосовуються звичайно методи нейтралізації, окислювання, відновлення, осадження й ін.

Поряд з цим речові докази досліджуються іноді за допомогою фізико-хімічних методів — хроматографії, електрофорезу, полярографії й ін.

Коло криміналістичних об'єктів, досліджуваних за допомогою фізичних і хімічних методів, досить широке і різноманітне. Аналізові піддаються різні матеріали: папір, метали, пластмаси, деревина, барвники, волокнисті матеріали й ін.[7]

Фізичні і хімічні методи дослідження часто застосовуються в криміналістичній експертизі при технічному дослідженні документів з метою вивчення паперу, штрихів чорнила, барвника копіювального паперу, олівців. Їх доводиться використовувати при проведенні багатьох судово-балістичних експертиз, де об'єктами дослідження є зброя, боєприпаси, сліди пострілу. Застосовуються вони й у трасології у випадках, коли необхідно “зробити” вимір, оптичне збільшення слідів або відновити знищені рельєфні зображення. Без фізичних і хімічних методів неможливо обійтися при дослідженні речовин невідомого походження, проб пилу і бруду, вилучених з місця події, а також з одягу чи взуття підозрюваного. За допомогою фізичних і хімічних методів досліджуються окремі фрагменти зруйнованих предметів (металеві, керамічні й інші частки, осколки скла і т.д.). Істотну користь приносять фізичні і хімічні дослідження таких об'єктів, як ґрунт, паливно-мастильні матеріали, і об'єктів рослинного походження.

Застосовуючи фізичні і хімічні методи дослідження, експерти-криміналісти успішно вирішують цілий ряд завдань, що ставлять перед ними оперативні працівники, слідчі і суд. Серед цих завдань особливе місце займають ідентифікація і встановлення групової приналежності об'єктів. Майже жоден вид ідентифікації в криміналістиці не обходиться без оптичних методів дослідження, що дозволяють аналізувати і зіставляти дрібні особисті ознаки об'єктів порівняння. Для зазначеної мети часом необхідна також вимірювальна техніка, що дає можливість скласти точну кількісну характеристику досліджуваного об'єкта.

Досить велика сукупність установлення групової приналежності об'єктів. До неї відноситься вирішення таких питань, як встановлення назви невідомої речовини, визначення його хімічного складу, фізичної структури, способу виготовлення предмета, виду, системи, моделі об'єктів, джерела походження або єдиної маси речовин, однорідності або неоднорідності порівнюваних зразків. Окремими випадками встановлення групової приналежності криміналістичних об'єктів є: встановлення однорідності декількох зразків паперу, чорнила, олівців, клеючих речовин, шроту, картечі, пижів, лакофарбових покрить автомобілів, ниток, мотузок, текстильних тканин, пально-мастильних матеріалів, визначення системи і моделі вогнепальної зброї, виду знаряддя, застосованого для злому.

За допомогою фізичних і хімічних методів дослідження встановлюються також інші дані, що мають значення для кримінальної справи, наприклад визначається характеристика об'єкта (калібр зброї й ін.), виконання в минулому тієї або іншої дії (місце, час), спосіб його виконання, послідовність дій (здійснення пострілу зі зброї й ін.).