Kỹ sư hóa học là người áp dụng những nguyên tắc hóa học, sinh học, vật lý, toán học vào các thiết kế; vận hành hệ thống, quy trình hóa học như lò phản ứng hóa học, hệ thống động lực… và việc sản xuất, sử dụng các nhiên liệu, hóa chất… Họ thiết kế quá trình và thiết bị sử dụng trong quy mô lớn, phác thảo kế hoạch, kiểm nghiệm những phương pháp sản xuất thành phẩm cũng như xử lý sản phẩm phụ, và cuối cùng là giám sát sản xuất.
Nhiệm vụ chung của Kỹ sư hóa học là sáng tạo, tìm tòi ra những cách tối ưu hơn cho các ngành công nghiệp và các nhà máy để sản xuất sản phẩm; từ đó giúp đỡ để tạo ra nhiều lợi nhuận hơn.
Kỹ sư hóa học đòi hỏi phải có tính tỉ mỉ, thận trọng, chính xác. Bạn cũng cần có sự kiên trì, nhẫn nại bởi kỹ sư hóa học đôi khi phải thực hiện rất nhiều phép thử trước khi tìm ra được một giải pháp đúng đắn. Ngoài ra, bạn phải luôn có sự cảnh giác, óc phán đoán bởi các thao tác trên các sản phẩm hóa học có thể dẫn đến nhiều nguy hiểm, gây ra vết thương hay tai nạn.
Ngoài ra, bạn còn cần phải rèn luyện các kỹ năng giao tiếp, thuyết trình tốt; khả năng quản lý dự án và kỹ năng làm việc nhóm tốt; nhanh nhẹn, nhiệt tình, có trách nhiệm cao trong công việc; có khả năng làm việc cường độ, áp lực cao.
Đa số các kỹ sư hóa học làm việc tại các nhà máy hóa chất. Họ làm việc với quy mô rộng lớn (quy mô công nghiệp): trong ngành công nghiệp và những nhà máy với những đồ dùng thiết bị kích cỡ lớn.