Ένα από τα τέσσερα κύρια είδη μηχανικής είναι η χημική μηχανική – τα άλλα είναι η πολιτική, η μηχανολογία και η ηλεκτρολόγος μηχανική. Όπως υποδηλώνει το όνομά του, περιλαμβάνει την παραγωγή και την επεξεργασία χημικών ουσιών. Η χημική μηχανική είναι χρήσιμη για την ανάπτυξη προϊόντων, όπως μέταλλα, απορρυπαντικά, πλαστικά και φαρμακευτικά προϊόντα, από χημικά. Γενικά, οι χημικοί μηχανικοί εργάζονται για να δημιουργήσουν ασφαλείς χρήσεις για χημικά με τον πιο οικονομικό τρόπο. Νέες ενώσεις μπορεί να ανακαλυφθούν από χημικούς. Ωστόσο, χωρίς ένας χημικός μηχανικός να ασχοληθεί με τις δεξιότητές της για την ποσοτικοποίηση, τη δοκιμή και την παραγωγή της, η νέα ένωση μπορεί να μην γίνει ποτέ τελικό προϊόν.
Η χημική μηχανική βασίζεται στη βαθιά κατανόηση του πώς είναι δομημένη η ύλη και πώς μπορούν να μετασχηματιστούν τα μόρια. Κατά καιρούς, η ύλη ελέγχεται σε μοριακή κλίμακα, όπως με ορισμένα πολυμερή που χρησιμοποιούνται σε φάρμακα ελεγχόμενης αποδέσμευσης. Αντίθετα, η ύλη μπορεί επίσης να μελετηθεί σε παγκόσμια κλίμακα, όπως η μέτρηση της χημείας που εμπλέκεται στις παγκόσμιες κλιματικές αλλαγές. Συνολικά, οι χημικοί μηχανικοί είναι υπεύθυνοι για τη συμβολή στην τεχνολογική ραχοκοκαλιά πολλών από τις βιομηχανίες του κόσμου, που κυμαίνονται από την κατασκευή χημικών, φαρμακευτικών προϊόντων και πλαστικών μέχρι την επεξεργασία πετρελαίου και τροφίμων.
Επειδή η χημική μηχανική περιλαμβάνει μια βαθιά κατανόηση σε ένα ευρύ φάσμα σπουδών, είναι επίσης ένας από τους πιο ευέλικτους κλάδους. Για παράδειγμα, ένας χημικός μηχανικός αναμένεται να σπουδάσει χημεία, φυσική, προχωρημένα μαθηματικά και βιολογία. Ως αποτέλεσμα, όσοι ενδιαφέρονται για τη χημική μηχανική μπορούν να επιλέξουν από οποιονδήποτε αριθμό βιομηχανιών ή ειδικοτήτων. Η έρευνα, οι τεχνικές πωλήσεις, η βιοϊατρική μηχανική είναι τρεις τέτοιες ειδικότητες, που συζητούνται παρακάτω.
Μερικές φορές η χημική μηχανική είναι βαθιά συνυφασμένη με την έρευνα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι μηχανικοί εργάζονται χέρι-χέρι με χημικούς για να δημιουργήσουν νέα ή βελτιωμένα προϊόντα ή μεθόδους επεξεργασίας. Μόλις σχεδιαστεί ένα νέο ή βελτιωμένο προϊόν, το επόμενο βήμα είναι να το αναπτύξετε – συνήθως σε εργαστήριο υπό την επίβλεψη χημικού μηχανικού. Εάν το προϊόν φαίνεται να είναι επιτυχημένο, συνεχίζει σε μια πιλοτική μονάδα όπου ένας χημικός μηχανικός θα δοκιμάσει το προϊόν ή τη νέα διαδικασία, θα κάνει αλλαγές όπου χρειάζεται και θα κρατήσει λεπτομερείς αναφορές. Κατά την τροποποίηση του προϊόντος ή της διαδικασίας, θέλουν να διασφαλίσουν ότι είναι καλύτερο από πριν, χωρίς να δημιουργούνται προβλήματα ασφάλειας, να δημιουργούν αδικαιολόγητη σπατάλη ή να ξοδεύουν πάρα πολλά χρήματα ή χρόνο.
Η τεχνική μηχανική πωλήσεων και η βιοϊατρική μηχανική αποτελούν υποσύνολα της χημικής μηχανικής. Ένας χημικός μηχανικός που ασχολείται με τις τεχνικές πωλήσεις θα συνεργαστεί με τους πελάτες για να καθορίσει το είδος του κατασκευασμένου προϊόντος που θα ταιριάζει στις ανάγκες τους. Συχνά, εργάζονται ως διευθυντές και λαμβάνουν αποφάσεις που σχετίζονται με την επιχείρησή τους. Ένας βιοϊατρικός μηχανικός αναπτύσσει ιδέες και συλλογίζεται τις ιδέες άλλων μελών της ιατρικής και επιστημονικής κοινότητας και τις μετατρέπει σε συσκευές, υλικά, θεραπείες, όργανα, διαδικασίες και τεχνικές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και να βοηθήσουν τους ασθενείς και τους γιατρούς τους.