Kejuruteraan kimia merupakan aplikasi sains, matematik, dan ekonomi kepada proses menukarkan bahan mentah atau kimia kepada bentuk yang lebih berguna atau berharga.Kejuruteraan kimia merangkumi reka bentuk dan baik pulih proses kimia untuk pengilangan besar-besaran. Nama sebenar adalah tidak padan disebabkan kerja jurutera kimia termasuk lebih kepada pengatahuan fizikal berbanding kimia. Disebabkan gelaran 'jurutera kimia' menyumbang kepada salah faham ini, ramai jurutera kimia digaji di bawah gelaran 'jurutera proses'.Perbezaan antara kejuruteraan kimia dengan kimia boleh digambarkan dengan melihat contoh proses penghasilan jus oren. Pakar kimia menyelidik di dalam makmal menyiasat dan menjumpai pelbagai jalan untuk mengeluarkan jus dari oren. Mekanisma termudah adalah memotong buah oren kepada separuh dan menekan oren menggunakan mesin jus manual. Cara yang lebih rumit dijumpai adalah dengan mengupas dan menggelek oren untuk mendapatkan jus. Sesebuah syarikat kemudiannya akan menggaji jurutera kimia untuk mereka kilang untuk menghasilkan beberapa tan jus oren setiap tahun. Jurutera kimia akan menyiasat semua cara yang ada untuk menghasilkan jus oren dan menilai kesemua cara tersebut mengikut daya ekonomi. Jadi, walaupun kaedah jus secara manual adalah mudah, ia tidak ekonomi untuk menggaji beberapa ribu orang untuk menghasilkan jus oren secara manual. Oleh itu, cara yang lebih murah digunakan (kemungkinannya teknik kupas dan gelek.) Kaedah termudah bagi penghasilan di dalam makmal tidak semestinya cara paling ekonomi untuk sesebuah kilang.Proses yang digunakan oleh jurutera kimia (contoh. penyulingan atau penambahan klorin) dikenali sebagai operasi unit dan mengandungi tindak balas kimia dan/atau proses pemisahan.Dua hukum fizik yang menjadi asas reka bentuk kejuruteraan kimia adalah keabadian jisim dan keabadian tenaga. Pergerakan jisim dan tenaga melalui proses kimia dipertimbangkan menggunakan imbangan jisim dan tenaga yang menggunakan hukum ini pada keseluruhan kilang, unit operasi, atau bahagian peralatan tertentu. Dalam melakukan ini, jurutera kimia menggunakan prinsip termodinamik, tindak balas kinetik dan fenomena pengangkutan. Kerja melakukan tugasan ini pada masa kini dibantu oleh simulator proses, yang merupakan model aturcara rumit yang mampu menyelesaikan imbangan jisim dan tenaga, dan biasanya mempunyai model dalaman untuk simulasi unit operasi biasa.