วิศวกรรมเคมี (อังกฤษ: chemical engineering) เป็นการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์, คณิตศาสตร์, ของไหล, การแลกเปลี่ยนความร้อน และเศรษฐศาสตร์ กับกระบวนการเปลี่ยนวัตถุดิบ หรือเคมีภัณฑ์ ให้อยู่ในรูปที่มีประโยชน์วิศวกรรมเคมีเป็นวิชาที่ว่าด้วยการออกแบบและควบคุมการทำงานของกระบวนการทางเคมีในระดับมหภาพ วิศวกรเคมีที่ทำงานในด้านการควบคุมกระบวนการมักจะถูกเรียกว่าวิศวกรกระบวนการ (Process Engineer)