مهندسی شیمی کاربرد علم، ریاضیات و اقتصاد در فرآیند تبدیل مواد خام به مواد باارزش‌تر یا سودمندتر است.

مهندسی شیمی عمدتاً در طراحی و نگهداری فرآیندهای شیمیایی برای تولید انبوه به کار می‌رود. به این بخش از مهندسی شیمی، مهندسی فرآیند گفته می‌شود. تفاوت شیمی و مهندسی شیمی را می‌توان با یک مثال درباره آب پرتقال بیان کرد! یک شیمیدان با کار در آزمایشگاه، راه‌های مختلفی را برای استخراج آب پرتقال مطالعه و کشف می‌کند. ساده‌ترین راه شناخته شده برای این کار، دو نیم کردن پرتقال و فشردن آن است. راه پیچیده‌تر، کندن پوست پرتقال، خرد کردن آن و جمع‌آوری آب پرتقال است.