化學工程的一個分支，是熱力學基本定律應用于化學工程領域中而形成的一門學科。主要研究化工過程中各種形式的能量之間相互轉化的規(guī)律及過程趨近平衡的極限條件，為有效利用能量和改進實際過程提供理論依據。
熱力學基本定律應用于化學領域，形成了化學熱力學，其主要內容有熱化學、相平衡和化學平衡的理論；熱力學基本定律應用于熱能動力裝置，如蒸汽動力裝置、內燃機、燃氣輪機、冷凍機等，形成了工程熱力學，其主要內容是研究工質的基本熱力學性質以及各種裝置的工作過程，探討提高能量轉換效率的途徑。化工熱力學是以化學熱力學和工程熱力學為基礎，在化學工業(yè)的發(fā)展中逐步形成的?；どa的發(fā)展，出現(xiàn)了蒸餾、吸收、萃取、結晶、蒸發(fā)、干燥等許多單元操作，以及各種不同類型的化學反應過程，生產的規(guī)模也愈來愈大，由此提出了一系列的研究課題。例如在傳質分離設備的設計中，要求提供多組分系統(tǒng)的溫度、壓力和各相組成間的相互關系的數學模型。一般化學熱力學很少涉及多組分系統(tǒng)，它不僅需要熱力學，還需要應用一些統(tǒng)計力學和經驗方法。在能量的有效利用方面，化工生產所涉及的工作介質比工程熱力學研究的工作介質（空氣、蒸汽、燃料氣等）要復雜得多，且能量的消耗常在生產費用中占有很高比例，因此更需要研究能量的合理利用和低溫位能量的利用，并建立適合于化工過程的熱力學分析方法。
