La ingeniería química es la rama de la ingeniería que se ocupa de la aplicacion de las ciencias naturales (e.g. química y física), y las matemáticas, al proceso de convertir las materias primas o los productos químicos en formas más útiles o más valiosas. Así como producir los materiales útiles, la ingeniería química también se refiere a diseñar nuevos materiales y técnicas valiosas, es una forma importante de investigación y de desarrollo.
La ingeniería química implica en gran parte el diseño y el mantenimiento de los procesos químicos para la fabricación a gran escala. Emplean a los ingenieros químicos en esta rama generalmente bajo título de ingeniero de proceso. El desarrollo de los procesos a gran escala característicos de economías industrializadas es una hazaña de la ingeniería química, no de la química en su mas pura expresión. De hecho, los ingenieros químicos son responsables de la disponibilidad de los materiales de alta calidad modernos que son esenciales para hacer funcionar una economía industrial.
En 1824, el físico francés Sadi Carnot, en el suyo "en la energía motiva del fuego", era el primer para estudiar la termodinámica de las reacciones de la combustión en motores de vapor. En el 1850s, el físico alemán Rudolf Clausius comenzó a aplicar los principios desarrollados por Carnot a los sistemas de los productos químicos en el atómico a la escala molecular. Durante los años 1873 a 1876 en la universidad de Yale, el físico matemático americano Josiah Willard Gibbs, el primer para ser concedida un Ph.D. en dirigir en los ESTADOS UNIDOS, en una serie de tres papeles, desarrolló una metodología matema'tico-basada, gráfica, para el estudio de sistemas químicos usando la termodinámica de Clausius. En 1882, el físico alemán Hermann von Helmholtz, publicó un papel de fundación de la termodinámica, similar a Gibbs, pero con más de una base electro-chemical, en la cual él demostró esa medida de afinidad química, es decir la "fuerza" de reacciones químicas, es determinada por la medida de la energía libre del proceso de la reacción. Después de estos progresos tempranos, la nueva ciencia de la ingeniería química comenzó a convertirse. El timeline siguiente demuestra algunos de los pasos dominantes en el desarrollo de la ciencia de la ingeniería química:
"la diferencia entre la ingeniería química y la química puede ser ilustrada considerando el ejemplo de producir el jugo de naranja. Un químico que trabaja en el laboratorio investiga y descubre una multiplicidad de caminos para extraer el jugo de una naranja. El mecanismo más simple encontrado es cortar la naranja por la mitad y exprimir la naranja usando un exprimidor manual. Un acercamiento más complicado encuentra que es pelar y después machacar la naranja y recoger el jugo. Una compañía entonces comisiona a un ingeniero químico diseñar una planta para fabricar varias miles de toneladas de jugo de naranja por año. El ingeniero químico investiga todos los métodos disponibles para hacer el jugo de naranja y los evalúa según su viabilidad económica. Aunque el método de extraccion manual es simple, no es económico emplear a miles de personas para sacar el jugo manualmente de las naranjas. Así, se utiliza otro proceso -- más barato -- (posiblemente la técnica de 'la cáscara y agolpamiento '). El método más fácil de fabricación en un banco del laboratorio no será necesariamente el método más económico para una instalación fabril."