化工与能源的关系非常密切，还表现在化石燃料及其衍生的产品不仅是能源，而且还是化学工业的重要原料。以石油为基础，形成了现代化的强大的石油化学工业，生产出成千上万种石油化工产品。在化工生产中，有些物料既是某种加工过程(如合成气生产)中的燃料，同时又是原料，两者合而为一。所以化工生产既是生产二次能源的部门，本身又往往是耗能的大户。

化石燃料特别是煤的加工和应用常常产生污水、固体废料和有害的气体，导致环境的污染。对于污染的防治，也有赖于多种化工技术的应用。

中国的能源生产自1949年以来有了很大的发展，但能源（尤其是石油）仍是制约国民经济发展的一个重要因素，因此能源的增产和节约有很重要的意义。改进化工生产工艺，减少能耗，既能降低生产成本，提高经济效益，也有利于能源紧张程度的缓解。这也是近年来，世界各国都很重视的问题。

长远来看，在全世界范围内，预计至21世纪上半叶，化石燃料仍将占能源的主要地位。随着时间的推移，由于化石燃料资源的限制，除上述常规能源外，若干非常规能源的发展将越来越受到重视。非常规能源指核能和新能源，后者包括太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能、海洋能和生物能（如沼气）等。在太阳能、核能利用的研究开发和大规模应用的漫长过程中，化学工程和化工生产技术也大有用武之地。