مهندسی شیمی عمدتاً در طراحی و نگهداری فرآیندهای شیمیایی برای تولید انبوه به کار می‌رود . فرآیندهای مجزایی که توسط یک مهندس شیمی به کار گرفته می‌شوند (مانند تقطیر، استخراج و ...) عملیات واحد نام داشته و شامل واکنش شیمیایی،عملیات انتقال، جرم انتقال حرارت و انتقال اندازه حرکت هستند . این فرآیندها برای سنتز شیمیایی یا جداسازی شیمیایی با هم ترکیب می‌شوند . سه قانون فیزیکی اساسی در مهندسی شیمی اصل بقای جرم، اصل بقای انرژی و اصل بقای اندازه حرکت هستند . انتقال ماده و انرژی در یک فرآیند شیمیایی با استفاده از موازنه جرم و انرژی برای کل واحد عملیات واحد یا بخشی از آن ارزیابی می‌شود . مهندسین شیمی اصول ترمودینامیک، سینتیک واکنش و پدیده‌های انتقال را به کار می‌گیرند . مهندسی شیمی نوین گستره‌ای فراتر از مهندسی فرآیند را در بر می‌گیرد . هدف اصلی مهندسی شیمی استفاده از دانش شیمی در خلق مواد و محصولات بهتر برای دنیای امروز است . امروزه مهندسین شیمی علاوه بر فرآیندهای تولید مواد اولیه پایه بلکه در تو سعه و تولید محصولات با ارزش و متنوع شرکت دارند . این محصولات شامل مواد ویژه و کارآمد برای صنایعی همچون هوافضا ، خودروسازی، پزشکی، صنایع الکترونیک، کاربردهای محیط زیست و صنایع نظامی است . به عنوان مثال‌هایی از این محصولات می‌توان به الیاف، منسوجات و چسب‌های بسیار قوی مواد زیست‌ سازگار و دارو‌های جدید اشاره کرد . امروزه مهندسی شیمی ارتباطی تنگاتنگ با علوم زیست‌ شناسی، مهندسی پزشکی و اغلب شاخه‌های مهندسی دارد .