Bazı kimya mühendisleri tasarım yapar ve yeni prosesler icadederler. Bazıları cihaz yapar, bazıları da tesisleri planlar ve işletirler. Atom bilimi, polimerler, kağıt, boya, ilaç, plastik, gübre, gıda maddeleri, tekstil ve kimyasal maddelerin geliştirilmesinde kimya mühendislerinin büyük katkıları olmuştur. Hammaddelerden yeni ürünler imal etmek ve bir maddeyi faydalı başkabir hale dönüştürmek için yeni yöntemler geliştirirler. Kimya mühendisleri prosesleri daha ucuz veya daha çevre dostu veya daha verimli hale getirebilirler. Kimya mühendislerinin çok değişik alanlarda çalışmalarından dolayı, bir kimya mühendisinin tam olarak ne yaptığını söylemek zordur. Buna basit bir cevap ise, deneysel veya teorik düşünceyi anlamak için, fen bilimleri ve matematiği, özellikle kimya, biyokimya, uygulamalı matematik ve mühendislik prensiplerini kullanırlar ve bunları ucuz ve çevre dahil güvenilir bir halde katma değeri yüksek ürünlere dönüştürürler. Petrokimya, rafineriler, özellikli kimyasallar, biyoteknoloji, nanoteknoloji, elektronik ve bilgi teknolojilerinde çalışmaktadırlar. Hatta bazı kimya mühendisleri hukukta lisansüstü dereceleri alarak patent hukuku konusunda uzmanlaşmaktadırlar.