Jedną z najważniejszych gałęzi współczesnego przemysłu jest przemysł chemiczny. Przemysł chemiczny jest kapitałochłonny, ale większość jego branży nie wymaga licznej siły roboczej – większość procesów technologicznych daje się więc łatwo zautomatyzować. Zakłady produkcyjne tego przemysłu produkują zarówno surowce dla innych gałęzi i branży przemysłu (np. kwas siarkowy, tworzywa sztuczne, czy barwniki), jak i wyroby gotowe (farby, lakiery, środki czystości, farmaceutyki, nawozy sztuczne).
Przemysł ten rozwinął się pod koniec XIX wieku (w Niemczech potem w USA) w związku z postępem technicznym w syntezie różnych związków chemicznych. Przetwórstwo ropy naftowej, w tym wytwarzanie polimerów będące podstawą produkcji tworzyw i włókien sztucznych oraz sztucznego kauczuku rozwinęło się na dużą skalę w wieku XX. Wytwarzanie i pozyskiwanie różnych substancji chemicznych (barwników, żywic, garbników, potażu, dziegciu) miało też jednak miejsce przed rewolucją przemysłowa, m.in. zakładach rzemieślniczych i w manufakturach.
Ogólnie przemysł chemiczny dzielimy na:
- przemysł chemii nieorganicznej, przetwarzający w półprodukty lub gotowe produkt takie surowce jak: siarka, fosforyty, sole mineralne, składniki powietrza i in.,
- oraz przemysł chemii organicznej, przetwarzający ropę naftową, gaz ziemny, węgiel kamienny, ale też drewno, kauczuk, tłuszcze i in.
Bardziej szczegółowy podział przemysłu chemicznego uwzględnia wytwarzane przez ten przemysł produkty. Wyróżniamy m.in.:
- przemysł petrochemiczny (w rafineriach, produkujących obok paliw i smarów proste związki organiczne – m.in. etylen, toluen, aceton, oraz tworzywa sztuczne, np. polietylen). produkcja),
- przemysł koksochemiczny (produkcja smoły koksowniczej, benzolu i in.),
- przemysł sodowy,
- produkcja kwasu siarkowego,
- przemysł nawozów sztucznych,
- przemysł tworzyw sztucznych,
- przemysł włókien sztucznych i syntetycznych,
- przemysł farb i lakierów,
- przemysł farmaceutyczny (czasami wyróżniany jako odrębna gałąź),
- przemysł środków czystości,
- przemysł środków ochrony roślin,
- przemysł gumowy i oponiarski.
Innym sposób podziału przemysłu chemicznego uwzględnia skalę produkcji (pośrednio tez jej asortyment.) Wyróżniamy zakłady;
- tzw. wielkiej chemii (wielkiej syntezy chemicznej) – produkcja tanich półproduktów i produktów chemicznych na wielką skalę i często w szerokim asortymencie: większość tworzyw sztucznych, gazy przemysłowe, czy nawozy sztuczne,
- oraz chemię małotonażową, produkcja zaawansowanych chemikaliów w stosunkowo niewielkiej skali - leki, kosmetyki, środki higieny itp.
Lokalizacja zakładów przemysłu chemicznego zależy od rodzaju wytwarzanych produktów i wynika ze struktury ponoszonych w produkcji kosztów.
Przemysł petrochemiczny związany jest z przemysłem rafineryjnym; lokalizacja zakładów do pewnego stopnia nawiązuje do lokalizacji źródeł surowców (rafinerie leżą blisko miejsc wydobycia, np. w Arabii Saudyjskiej lub w portach, do których ropę naftową i gaz ziemny dostarczają tankowce albo na końcu rurociągów).
Lokalizację do pewnego stopnia związaną z bazą surowcową ma m.in. produkcja nawozów fosforowych – surowcem w ich produkcji są bowiem fosforyty, które należy przywieźć droga morską, zakłady SA więc lokowane w sąsiedztwie miast portowych (równocześnie jednak lokalizacja zakładów produkcji nawozów sztucznych uwzględnia położenie rynków zbytu – obszarów uprawy roli).
Ściśle surowcową lokalizację ma przemysł sodowy – w Polsce jego zakłady zlokalizowane są blisko miejsc wydobycia soli kamiennej.
Duże znaczenie w przemyśle chemicznym ma też dostęp do źródeł wody (wykorzystywana w reakcjach chemicznych) i taniej energii (np. w produkcji nawozów azotowych).
Z kolei lokalizacja zakładów produkujących środki czystości, kosmetyki, czy farmaceutyki nawiązuje raczej do położenia rynków zbytu, tanich zasobów siły roboczej (np. w przemyśle kosmetycznym potrzebna jest ona do pakowania wyrobów) oraz możliwości kooperacji z ośrodkami naukowymi (zwłaszcza w przemyśle farmaceutycznym).
W przypadku zakładów przemysłu chemicznego pewne znaczenie maja też korzyści aglomeracji – jedne zakłady produkują bowiem często surowce wykorzystywane przez inne zakłady (np. kauczuk syntetyczny wykorzystywany jest przez zakłady produkujące opony).
Do krajów o najbardziej rozwiniętym przemyśle chemicznym należą: USA, Kanada, kraje azjatyckie - Japonia, Republika Korei, kraje nad Zat. Perską i kraje Europy Zachodniej - Niemcy, Francja, Wielka Brytania, Włochy oraz Rosja. Do największych koncernów chemicznych na świecie należą: niemieckie BASF i Bayer, amerykańskie Dow Chemicals i DuPont, tajwański FormosaPlastics, czy japoński Mitsubishi Chemical.
W 2009 roku na świecie wyprodukowano ponad 105,5 mln ton nawozów azotowych, najwięcej w Chinach (36,7% produkcji światowej), Indiach (11,4% produkcji światowej) oraz w USA i Rosji (ponad 7% produkcji światowej). Mniej wyprodukowano nawozów fosforowych – ok. 40 mln ton (najwięcej w Chinach i USA) oraz nawozów potasowych – ok. 25 mln ton (najwięcej w Kanadzie, Chinach, na Białorusi i w Izraelu).
Z kolei wśród największych producentów polipropylenu – jednego z podstawowych tworzyw sztucznych (wykorzystanie w produkcji folii, włókien, rur, izolacji i in.) są kraje azjatyckie: Republika Korei i Japonia, ponadto Niemcy, czy Brazylia.