Viens no četriem galvenajiem inženierzinātņu veidiem ir ķīmijas inženierija – pārējie ir civilā, mašīnbūve un elektrotehnika. Kā norāda tās nosaukums, tas ietver ķīmisko vielu ražošanu un apstrādi. Ķīmiskā inženierija ir noderīga tādu produktu kā metālu, mazgāšanas līdzekļu, plastmasas un farmācijas produktu izstrādē no ķīmiskām vielām. Kopumā ķīmijas inženieri strādā, lai radītu drošu ķīmisko vielu lietojumu visrentablākajā veidā. Ķīmiķi var atklāt jaunus savienojumus; tomēr, ja ķīmijas inženieris neizmanto savas prasmes kvantitatīvi noteikt, pārbaudīt un ražot, jaunais savienojums var nekad nekļūt par galaproduktu.
Ķīmiskās inženierijas pamatā ir dziļa izpratne par to, kā viela ir strukturēta un kā molekulas var pārveidot. Reizēm viela tiek pārbaudīta molekulārā mērogā, piemēram, ar noteiktiem polimēriem, ko izmanto kontrolētas darbības zāļu formās. Turpretim vielu var pētīt arī globālā mērogā, piemēram, mērot globālajās klimata pārmaiņās iesaistīto ķīmiju. Kopumā ķīmijas inženieri ir atbildīgi par ieguldījumu daudzu pasaules nozaru tehnoloģiskajā mugurkaulā, sākot no ķīmisko vielu, farmācijas un plastmasas ražošanas līdz naftas un pārtikas pārstrādei.
Tā kā ķīmijas inženierija ietver dziļu izpratni plašā studiju jomā, tā ir arī viena no daudzpusīgākajām disciplīnām. Piemēram, ir paredzēts, ka ķīmijas inženieris studēs ķīmiju, fiziku, progresīvu matemātiku un bioloģiju. Rezultātā ķīmijas inženierijas interesenti var izvēlēties no jebkura skaita nozaru vai specialitāšu. Pētniecība, tehniskā pārdošana, biomedicīnas inženierija ir trīs šādas specialitātes, kas aplūkotas turpmāk.
Dažreiz ķīmijas inženierija ir dziļi saistīta ar pētniecību. Šādos gadījumos inženieri strādā roku rokā ar ķīmiķiem, lai radītu jaunus vai uzlabotus produktus vai apstrādes metodes. Kad jauns vai uzlabots produkts ir izdomāts, nākamais solis ir tā izstrāde – parasti laboratorijā ķīmijas inženiera uzraudzībā. Ja šķiet, ka produkts ir veiksmīgs, tas turpinās uz izmēģinājuma rūpnīcu, kur ķīmijas inženieris pārbaudīs produktu vai jauno procesu, vajadzības gadījumā veiks izmaiņas un sagatavos detalizētus pārskatus. Pārveidojot produktu vai procesu, viņi vēlas nodrošināt, ka tas ir labāks nekā iepriekš, neradot drošības problēmas, neradot nevajadzīgus atkritumus vai tērējot pārāk daudz naudas vai laika.
Tehniskā pārdošanas inženierija un biomedicīnas inženierija ir ķīmiskās inženierijas apakškopas. Ķīmijas inženieris, kas iesaistīts tehniskajā pārdošanā, strādās ar klientiem, lai noteiktu, kāda veida ražotais produkts atbilst viņu vajadzībām. Bieži vien viņi strādās par vadītājiem un pieņems lēmumus, kas saistīti ar viņu uzņēmējdarbību. Biomedicīnas inženieris izstrādā koncepcijas un apdomā citu medicīnas un zinātnes aprindu locekļu idejas un padara tos par ierīcēm, materiāliem, ārstēšanu, instrumentiem, procedūrām un metodēm, kas ir lietojamas un noderīgas pacientiem un viņu ārstiem.