許多人會把化工與化學混為一談或甚至不知兩者的區別。“化學”專業，是探討物質之性質、構造及物質間之反應機構之基礎學科，屬於理科範疇；“化工”專業卻是探討如何以更經濟、更安全的工藝來量產已經被化學家在實驗室開發出來的化學物質，屬於工程領域。也就是說，化學工程師是將結果從實驗室帶到工廠，使這些成果大眾化，所以還必須考慮到生產成本、時效、供應鏈等實際量產問題。從另一個角度來看，化學工程師構思如何設計生產及轉化化學物質的工藝步驟，把實驗室的樣品，放量到生產線中，達到全面量產的目的。
近年來藉由高新科技產業不斷發展，除了本身傳統化工領域外，化學工程逐步與其他領域整合，譬如材料工程、生物醫學、機械、電子、環工等領域。
目前化學工程的核心領域為：
1. 尖端材料與精密製造
2. 生醫與生化工程
3. 高分子材料與奈米
4. 化工工藝
工業對於化學工程師的人力需求很高，現代工業大量地依賴化學品和材料的合成和加工，因此，化工產業實為一普及且全面的工業，化工專業人才能發展的領域相當多元且廣泛，如石化、塑膠、橡膠、紡織、玻璃、汽車、食品、農藥、環保工業乃至電子產業、生物技術、機械工程等，均需要化工技術與人才的支援。
化學工程師必須對上述這些技術背後的工程和科學原理有一個完整和定量的理解，這也反映在化學工程專業的訓練中。除了基礎的化學訓練外，也包括了能量平衡、熱力學、流體力學、能量和品質傳遞、分離技術，化學反應動力學和反應器設計以及工藝過程的設計等。化工專業必修的核心課程包括了物理化學、化工動力學、化工熱力學、單元操作、反應工程、物理化學、程序控制、程式設計等。
化工專業的次領域可約略分為生物工程(Bioengineering)、膠體與氣溶膠(Colloids and Aerosols)、分離技術(Separation)、分子熱力學與分子模擬(Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation)、反應工程與催化劑(Reaction Engineering and Catalyst)及能源與環境(Energy and Environment)。
生物工程利用生物學的原理和應用工具，研究包括了功能性生物分子工程、活細胞生化途徑分析和系統生物學、代謝工程、天然產物合成、生物感測器設計和製造、生物材料和組織工程等。
膠體與氣溶膠研究懸浮於氣體或溶液介質中的分散體系是如何形成，有甚麼組成，以及這些懸浮微粒對系統的影響。譬如空氣懸浮微粒是如何影響天氣，進而改變地球的氣候，甚至是對人體健康的影響。
分離技術研究如何將化學物質的固體或溶液，利用混合物成分之間的化學性質或物理性質差異(例如尺寸，形狀，品質，密度或化學親和力)，分離成為兩種或多種不同產物混合物，甚至完全分離成個別的組成物。
分子熱力學與分子類比領域借助電腦強大的計算能力，用先進的分子模擬方法或分子熱力學理論，模擬生物分子(蛋白質和DNA)和軟材料(聚合物，膠體和表面活性劑)，或瞭解材料的各種特性。
反應工程探討如何將實驗室的化學反應轉移至工廠進行規模化生產，研究目標是優化設計、或控制生產過程所面臨的複雜問題，提供一個最佳決策解答。觸媒是一種可以加快反應速率，而本身不會被消耗或轉化的物質，觸媒研究希望瞭解催化活性的表面化學原理，並利用從化學動力學分析中獲得的基礎知識，以開發新型觸媒材料或應用，供工業界使用。
能源與環境領域包括二氧化碳捕獲和封存技術開發、電化學能源系統研究，如燃料電池、太陽能電池、能源系統對環境影響、能源系統的建模和優化等。研究會涉及許多跨領域的方法，如催化劑、表面科學、應用電化學、材料製備、計算分子模擬，以及在系統研究中使用優化和隨機建模技術。
