Πρόκειται για διώροφο κτίριο σε σχέδια Ερνέστου Τσίλλερ όπου χτίστηκε
την περίοδο 1887-1889 και συγκαταλέγεται ανάμεσα στα πρώιμα έργα του
στην Αθήνα. Η ανέγερσή του συνδέεται με τον σπουδαίο επιστήμονα
Αναστάσιο Χρηστομάνο (1841-1906) ο οποίος θεωρείται ο πατέρας της
Χημείας στην Ελλάδα. Ο Χρηστομάνος είχε επισημάνει την αναγκαιότητα της
δημιουργίας του Χημείου και έτσι είχε αγοραστεί το οικόπεδο στην οδό
Σόλωνος . Ωστόσο οι εργασίες δεν άρχισαν
αμέσως καθώς ορισμένοι θεωρούσαν αντίθετες προς τον χαρακτήρα της
εθνικής παιδείας τις προτάσεις του Χρηστομάνου.
Το κτίριο θεμελιώθηκε το 1887 και οι εργασίες ολοκληρώθηκαν το 1889.
Το 1911 εκδηλώθηκε μεγάλη φωτιά που έκαψε μεγάλο τμήμα του εξοπλισμού
καθώς και τρεις ανθρώπους. Μετά το συμβάν προστέθηκε ο τρίτος όροφος.
Στην πρόσοψη κυριαρχούν η μαρμάρινη, μνημειακών διαστάσεων, σκάλα και οι δωρικού στιλ κίονες που στηρίζουν το τριγωνικό αέτωμα του προστώου. Το αρχικό κτίριο ήταν διώροφο, με λειτουργικό ημιυπόγειο προς την πλευρά της Χαριλάου Τρικούπη, τον πιο σημαντικό δρόμο της περιοχής ο οποίος ως το 1906 ήταν η οδός Πινακωτών.
Το κτίριο έχει συνδεθεί με μεγάλες στιγμές της ιστορίας της Ελλάδας καθώς από το σταθμό ασυρμάτου του χημείου γίνονταν η επικοινωνία με τα Ελληνικά Στρατεύματα στη Μικρά Ασία. Ο ραδιοφωνικός σταθμός που βρίσκεται ακόμα στο ισόγειο του κτιρίου λειτούργησε παράνομα την περίοδο της κατοχής και το 1944 μετέδωσε το μήνυμα της απελευθέρωσης.
Το Παλαιό Χημείο, πέραν της χρήσης του για εκπαιδευτικούς σκοπούς, στέγασε παλαιότερα το Εθνικό Χημείο, το Γενικό Χημείο του Κράτους, το Εθνικό Γραφείο Μέτρων και Σταθμών, τη Γεωδαιτική Επιτροπή, τη Θαλασσογραφική Εταιρεία, τη Φυσιοδιφική Εταιρεία, το Βοτανικό Μουσείο και την Ελληνική Αστροναυτική Εταιρεία .Σε αυτό λειτούργησε επίσης το πρώτο Πανεπιστημιακό Oινοποιείο και η πρώτη γεννήτρια ακτίνων Roentgen το 1897. Στα μέσα της δεκαετίας του 1980, μετά τη μεταφορά της Φυσικομαθηματικής Σχολής στην Πανεπιστημιούπολη στα Ιλίσια, το κτίριο άρχισε να καταρρέει.
Σήμερα στεγάζει το Μουσείο Ιστορίας Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας, την Κεντρική Βιβλιοθήκη του Πανεπιστημίου, καθώς και ένα Κέντρο Πολιτιστικών Δραστηριοτήτων . Ανάμεσα στα όργανα που φιλοξενούνται είναι και αυτά που μετέφερε από την Σμύρνη ο Κ.Καραθεοδωρή λίγο πριν την καταστροφή.
Το μοναδικό αυτό μνημείο, ιδιοκτησίας Πανεπιστημίου Αθηνών, έχει κηρυχθεί διατηρητέο μαζί με τον εξοπλισμό του (όργανα που χρονολογούνται από το 1850) από το Υπουργείο Πολιτισμού και το ΥΠΕΧΩΔΕ
Στην πρόσοψη κυριαρχούν η μαρμάρινη, μνημειακών διαστάσεων, σκάλα και οι δωρικού στιλ κίονες που στηρίζουν το τριγωνικό αέτωμα του προστώου. Το αρχικό κτίριο ήταν διώροφο, με λειτουργικό ημιυπόγειο προς την πλευρά της Χαριλάου Τρικούπη, τον πιο σημαντικό δρόμο της περιοχής ο οποίος ως το 1906 ήταν η οδός Πινακωτών.
Το κτίριο έχει συνδεθεί με μεγάλες στιγμές της ιστορίας της Ελλάδας καθώς από το σταθμό ασυρμάτου του χημείου γίνονταν η επικοινωνία με τα Ελληνικά Στρατεύματα στη Μικρά Ασία. Ο ραδιοφωνικός σταθμός που βρίσκεται ακόμα στο ισόγειο του κτιρίου λειτούργησε παράνομα την περίοδο της κατοχής και το 1944 μετέδωσε το μήνυμα της απελευθέρωσης.
Το Παλαιό Χημείο, πέραν της χρήσης του για εκπαιδευτικούς σκοπούς, στέγασε παλαιότερα το Εθνικό Χημείο, το Γενικό Χημείο του Κράτους, το Εθνικό Γραφείο Μέτρων και Σταθμών, τη Γεωδαιτική Επιτροπή, τη Θαλασσογραφική Εταιρεία, τη Φυσιοδιφική Εταιρεία, το Βοτανικό Μουσείο και την Ελληνική Αστροναυτική Εταιρεία .Σε αυτό λειτούργησε επίσης το πρώτο Πανεπιστημιακό Oινοποιείο και η πρώτη γεννήτρια ακτίνων Roentgen το 1897. Στα μέσα της δεκαετίας του 1980, μετά τη μεταφορά της Φυσικομαθηματικής Σχολής στην Πανεπιστημιούπολη στα Ιλίσια, το κτίριο άρχισε να καταρρέει.
Σήμερα στεγάζει το Μουσείο Ιστορίας Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας, την Κεντρική Βιβλιοθήκη του Πανεπιστημίου, καθώς και ένα Κέντρο Πολιτιστικών Δραστηριοτήτων . Ανάμεσα στα όργανα που φιλοξενούνται είναι και αυτά που μετέφερε από την Σμύρνη ο Κ.Καραθεοδωρή λίγο πριν την καταστροφή.
Το μοναδικό αυτό μνημείο, ιδιοκτησίας Πανεπιστημίου Αθηνών, έχει κηρυχθεί διατηρητέο μαζί με τον εξοπλισμό του (όργανα που χρονολογούνται από το 1850) από το Υπουργείο Πολιτισμού και το ΥΠΕΧΩΔΕ
