化学工程涉及化学、物理、数学以及越来越多的生物学和生物化学的应用。除了这些学科外，化学工程课程还包括应用数学和计算数学、流体力学、传热传质、热力学、化学动力学和化学反应器设计以及过程控制的研究。化学工程师可能从事无机产品(陶瓷、半导体和其他电子材料)的制造工作;有机产品(聚合物纤维、薄膜、涂料、药物、碳氢化合物燃料和石化产品)的制造;在其他过程工业中;或在生物技术、制药或生物医学行业。
加州理工学院的化学工程选项提供了五个轨道的选择：生物分子轨道、可持续性轨道、过程系统轨道、材料轨道和计算轨道。