วิศวกรรมเคมี (อังกฤษ: chemical engineering) เป็นการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์, คณิตศาสตร์, ของไหล, การแลกเปลี่ยนความร้อน และเศรษฐศาสตร์ กับกระบวนการเปลี่ยนวัตถุดิบ หรือเคมีภัณฑ์ ให้อยู่ในรูปที่มีประโยชน์
วิศวกรรมเคมีเป็นวิชาที่ว่าด้วยการออกแบบและควบคุมการทำงานของกระบวนการทางเคมีในระดับมหภาพ วิศวกรเคมีที่ทำงานในด้านการควบคุมกระบวนการมักจะถูกเรียกว่าวิศวกรกระบวนการ (Process Engineer)
มีการเรียนการสอนครั้งแรกโดยภาควิชาเคมีเทคนิค คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จากวิสัยทัศน์ของ ศาสตราจารย์ ดร.แถบ นีละนิธิ ที่เห็นว่าอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมีจะเป็นอุตสาหกรรมที่จะเข้ามามีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาประเทศ ถึงได้เสนอให้มีการจัดตั้งภาควิชาเคมีเทคนิคขึ้นเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2502 ซึ่งนับได้ว่าเป็นภาควิชาแรกที่จัดการเรียนการสอนสาขาวิศวกรรมเคมีในประเทศไทย โดยส่งอาจารย์ไปเรียนต่อในระดับปริญญาโทและเอกสาขาวิศวกรรมเคมีที่สหรัฐอเมริกา และร่างหลักสูตรมาจากหลักสูตรต้นแบบของอเมริกาโดยใช้ชื่อหลักสูตร วิทยาศาสตรบัณฑิต (วท.บ.) สาขาเคมีวิศวกรรม (Bachelor of Science in Chemical Engineering)
โดยต่อมาในปี พ.ศ. 2516 มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ได้จัดตั้งภาควิชาวิศวกรรมเคมี เปิดการเรียนการสอนด้านวิศวกรรมเคมีเป็นแห่งที่สองในประเทศไทยโดยใช้ชื่อหลักสูตร วิศวกรรมศาสตรบัณฑิต (วศ.บ.) เป็นแห่งแรก ซึ่งต่อมา ในปีพ.ศ. 2517 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี จึงได้ก่อตั้งภาควิชาวิศวกรรมเคมี เปิดการเรียนการสอนด้านวิศวกรรมเคมีเป็นแห่งที่สามของประเทศไทย และเป็นแห่งแรกของประเทศไทยที่ใช้หลักสูตรของญี่ปุ่น และต่อมาในปีพ.ศ. 2518 จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ก็ได้จัดการเรียนการสอนสาขาวิศวกรรมเคมีเป็นแห่งที่สี่ของประเทศไทย
สำหรับหลักสูตรปริญญาโท สาขาวิศวกรรมเคมี แห่งแรกในประเทศไทย เปิดสอนโดย ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เปิดสอนในปี พ.ศ. 2519 และ หลักสูตรปริญญาเอก สาขาวิศวกรรมเคมี แห่งแรกในประเทศไทย เปิดสอนโดย ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เปิดสอนในปี พ.ศ. 2532
