Os profissionais que atuam na indústria química podem, por exemplo, trabalhar na investigação e no desenvolvimento de novos polímeros com propriedades mecânicas, ópticas ou elétricas específicas, na criação de resinas e fibras sintéticas, na melhoria de produtos derivados do petróleo e na pesquisa para a obtenção de compostos mais seguros para serem usados na agricultura, na fabricação de medicamentos, de cosméticos ou na produção de alimentos, para citar alguns setores.
Na indústria energética e de combustíveis, os químicos podem atuar na pesquisa e no desenvolvimento de combustíveis sintéticos e de fontes alternativas de energia, incluindo a nuclear, assim como nos processos de produção, segurança, refinaria e monitoramento ambiental.
Já na indústria de alimentos, o papel dos químicos é desenvolver novos produtos para atender às demandas de mercado, mudar ingredientes para aprimorar sabor, textura, consistência e composição de alimentos industrializados, criar processos alternativos para aumentar a vida útil dos produtos, propor melhores formas de consumo, manuseio e armazenagem, otimizar embalagens, tornar o processo de produção mais eficiente etc.
Na área de biotecnologia, os químicos geralmente trabalham com materiais orgânicos, como células vivas ou substâncias produzidas por elas, e com técnicas biológicas para criar novos produtos que possam ser utilizados em outras indústrias. Exemplos de atuação desses profissionais na área de biotecnologia são pesquisa de materiais para a indústria farmacêutica, criação de dispositivos médicos e desenvolvimento de processos de produção que utilizem microrganismos, desenvolvimento de carregadores de fármacos e enzimas para a síntese de novos medicamentos.