單元操作構成多種化工產品生產的物理過程都可歸納為有限的幾種基本過程，如流體輸送、換熱（加熱和冷卻）、蒸餾、吸收、蒸發、萃取、結晶、干燥等，化學工藝涉及的范疇很廣，一般包括原料的選擇和預處理;生產方法的選擇及方法原理;設備的作用、結構和操作；催化劑的選擇和使用；其他物料的影響；操作條件的影響和選定；流程組織；生產控制；產品規格和副產物的分離與利用；能量的回收和利用和對不同工藝路線和流程的技術經濟評價等等。

因此，化學工程的學科分支也可以分兩個層次：單元操作和反應工程較多地直接面向工業實際，傳遞過程和化工熱力學較多地從基礎研究角度，支持前兩個分支，通過這兩個層次使理論和實際得以密切結合，學生主要學習化學基礎、化工單元操作、化學反應工程、化工工藝與過程、化工優化與模擬等化工基本原理、研究方法和管理知識，受到化學與實驗技能、工程制圖能力、工藝設計方法、電子與電工技術、計算機應用、外語能力、科學研究方法的基本訓練。

它以物理學、化學和數學的原理為基礎，廣泛應用各種實驗手段，與化學工藝相配合，去解決工業生產問題，生產規模擴大和經濟效益提高的重要途徑是裝置的放大，節省投資，降低消耗，減少占地,節約人力，這種起源于放大過程的效應，長期以來被籠統地稱作“放大效應”，它包含了很多已查明或未查明的物理因素（或稱工程因素）的影響，化學過程是指物質發生化學變化的反應過程，如柴油的催化裂化制備高辛烷值汽油是一個化學反應過程。