Enligt Alfred Nobels testamente är det Kungl. Vetenskapsakademien som delar ut Nobelprisen i fysik och kemi. Två Nobelkommittéer, bestående av ledamöter inom respektive område, arbetar med att ta fram, utreda och bedöma kandidater till priserna. Det är dock Akademien i sin helhet som fattar beslut.
Arbetet med att utse pristagare i fysik och kemi börjar tidigt. Redan i september månad skickar kommittéerna ut inbjudningar om att inkomma med förslag till Nobelpriskandidater för det kommande året. Inbjudningarna går till tusentals särskilt utvalda universitetsprofessorer och andra vetenskapare världen över. Även ledamöter av Kungl. Vetenskapsakademien och tidigare Nobelpristagare har rätt att föreslå kandidater. Det är dock inte möjligt att nominera sig själv eller skicka in ett förslag spontant utan att först ha fått en inbjudan.
Respektive Nobelkommitté granskar sedan de inkomna förslagen. Kommittéerna består av ett antal ledamöter som oftast kommer från Vetenskapsakademiens klass för fysik respektive kemi (som regel ska kommittéerna bestå av fem ordinarie ledamöter men man brukar också ta in några adjungerade ledamöter för en kortare eller längre period). De ordinarie ledamöterna väljs på tre år i taget och kan sitta som längst nio år i kommittén. Kommittéerna tar även hjälp av ett relativt stort antal särskilt utsedda internationella experter för att utvärdera olika tänkbara prisområden och priskandidater. Kommittéerna har ett tiotal heldagssammanträden varje år.
Enligt Alfred Nobels testamente ska Nobelpriset i fysik gå till den som gjort den viktigaste upptäckten eller uppfinningen i fysik och Nobelpriset i kemi till den som gjort den viktigaste upptäckten eller förbättringen i kemi.
Mycket forskning bedrivs i dag av större forskningsgrupper och i olika samarbetsprojekt. Det är därför ett omfattande arbete att identifiera den eller de nyckelpersoner som varit drivande och centrala i de upptäckter, uppfinningar och förbättringar som belönas.
Ett Nobelpris kan delas lika mellan två olika arbeten, som båda anses förtjäna ett pris. Totalt kan ett Nobelpris delas av maximalt tre personer.
Nobelkommittéerna sammanställer rapporter och skriver ett omfattande utlåtande som utmynnar i deras förslag till årets pris. Materialet presenteras för klassen i fysik respektive kemi (där samtliga Akademiens fysiker respektive kemister finns representerade) och diskuteras där vid flera tillfällen. Klassernas ledamöter lämnar synpunkter och kan begära förändringar eller komma med ett annat förslag än priskommittéerna.
Efter ställningstagandet i klasserna presenterar kommittéerna förslaget för Vetenskapsakademiens ledamöter vid en sammankomst i början av oktober. Där och då fattas det slutgiltiga beslutet om årets Nobelpris. Samtliga svenska ledamöter som närvarar vid mötet (och utländska bosatta i Sverige) har rätt att rösta om förslagen. Omedelbart efter mötet ringer ständige sekreteraren till pristagarna, och därefter, vid lunchtid på beslutsdagen, offentliggör Akademien beslutet vid en presskonferens.
Arbetet i Nobelkommittéerna sker under stor sekretess. Nobelstiftelsens stadgar föreskriver att information om nomineringar, diskussioner, utvärderingar och annat material ska vara sekretessbelagt i 50 års tid. Först därefter finns det en möjlighet för forskare att ta del av handlingarna som bevaras av Vetenskapsakademiens Centrum för vetenskapshistoria.