Chemieingenieure/-innen befassen sich mit Prozessen, in denen eine chemische oder physikalische Stoffumwandlung in grossem Massstab stattfindet, wie in chemischen Anlagen, Ölraffinerien, Lebensmittel- oder Futterfabriken, thermischen Kraftwerken oder bei der Abfallentsorgung und der Wiederverwertung von Recyclingmaterial. Sie entwickeln Verfahren und Prozesse vom Laboratorium über den Versuchsbetrieb bis zur industriellen Produktion (siehe Verfahrensingenieur/in).

Bei der Planung und dem Bau von Anlagen erarbeiten sie den Fertigungsprozess interdisziplinär, durch Berücksichtigung von Chemie und Maschinentechnik. Sie ermöglichen dessen Steuerung mittels Mess- und Regulierungstechniken und berücksichtigen die Korrosion von Werkstoffen. Dabei tragen sie der Wirtschaftlichkeit und Qualitätsoptimierung ebenso Rechnung wie dem sparsamem Umgang mit Energien, dem Umweltschutz und der Sicherheit.

Nach der Inbetriebnahme einer Anlage kontrollieren und analysieren sie Anfangs- und Endprodukte sowie einzelne Produktionsschritte, optimieren den Produktionsablauf und reduzieren unerwünschte Nebenwirkungen.
Chemieingenieure/-innen arbeiten vor allem in der chemischen Industrie, aber auch in anderen Prozessindustrien wie der Maschinen-, Lebensmittel- und Kunststoff verarbeitenden Industrie sowie in der Umwelttechnologie. Überdies unterrichten sie und üben im öffentlichen Dienst Kontrollfunktionen aus.