Hóa dầu là các hóa chất hữu cơ được tạo ra từ dầu thô và khí tự nhiên để sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Ví dụ về hóa dầu chính bao gồm metanol, etylen, propylen, butadien, benzen, toluen và xylen. Khoảng 5% nguồn cung cấp dầu hàng năm của thế giới được sử dụng để sản xuất hóa dầu. Các chất hữu cơ này được sử dụng để sản xuất nhựa, thuốc, đồ nội thất, thiết bị gia dụng, tấm pin mặt trời, ống PVC, áo chống đạn, thiết bị điện tử tiêu dùng, tuabin gió và các bộ phận ô tô.
Các chất hóa dầu sơ cấp trải qua các quá trình hóa học để tạo ra các hóa chất hữu cơ phức tạp hơn để sản xuất các mặt hàng khác nhau. Metanol chuyển đổi thành fomanđehit và axit axetic, được dùng để sản xuất nhựa, sợi, chất kết dính và các sản phẩm giấy. Etylen tạo ra etanol, nhựa polyetylen, oxit etylen và etylbenzen. Các chất hóa dầu dựa trên ethylene này sản xuất các mặt hàng như nhựa, chất làm mát, dược phẩm và mỹ phẩm. Propylene tạo ra xốp, butadiene góp phần tạo ra cao su tổng hợp và benzen tạo ra nylon sợi tổng hợp.
Quá trình quan trọng nhất liên quan đến hóa dầu là quá trình trùng hợp. Quá trình này tạo ra các chuỗi phân tử hữu cơ dài hơn tạo thành các vật liệu cứng hơn, chẳng hạn như nhựa, giấy và sợi tổng hợp. Những phản ứng hóa học này lấy các phân tử hydrocacbon đơn giản để tạo ra những phân tử phức tạp hơn trong các sản phẩm tiêu dùng. Ngành công nghiệp hóa dầu đang tạo ra 1,4 triệu việc làm cho người Mỹ, trong đó 214.000 người đang làm việc tại các nhà máy hóa dầu.