يشمل تصميم وتطوير العمليات الصناعية الكيميائية أو التحويلية، وبتصميم وبناء وادارة المصانع التي تكون العملية الأساسية فيها هي التفاعلات الكيميائية، وتختص أيضًا بتصميم المعدات اللازمة لتلك العمليات مثل المفاعلات، المبادلات الحرارية وأعمدة التقطير وغيرها. وتندرج تحت هذا المجال عمليات انتقال المادة والحرارة والكتلة، كما تشمل التفاعلات وعمليات الفصل متعددة المراحل. ومن جانب آخر تهتم الهندسة الكيميائية بالبيئة والتحكم في تلوث الهواء والماء، وتهتم في معالجة الغاز الطبيعي وتحلية المياة والتكنولوجيا الحيوية والعقاقير، كما تعمل على نمذجة ومحاكاة العمليات الصناعية باستخدام المبادئ الفيزيائية والكيميائية والرياضية.