پتروشیمی یا شیمی نفت شاخه‌ای از دانش شیمی است که تبدیل نفت خام و گاز طبیعی را به فراورده‌های مصرفی مورد مطالعه قرار می‌دهد. پتروشیمی، زیربنای صنایعی با همین نام است.بنیان دانش پتروشیمی بر جداسازی، تقطیر و استخراج نفت خام به پاره‌های کوچکتر هیدروکربنی و خالص‌سازی گاز طبیعی و فراورده‌های استخراجی نفت خام است.

صنایع پتروشیمی، بخشی از صنایع شیمیایی است که فراورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند.

امروزه فراورده‌های نفتی علاوه بر مصرف در زمینه سوخت وسایل نقلیه، روغن موتور و غیره در تهیه بسیاری از قطعات مورد نیاز ساخت وسائل نقلیه، نقش ارزنده‌ای دارد. فراورده‌های نفتی در تهیه سوخت موشک های هدایت کننده، فضانوردها و ماهواره‌ها و حتی در ساخت بسیاری از قطعات داخلی آن‌ها کاربرد اساسی دارد. مادهٔ اولیهٔ بیشتر داروها و حتی آنتی‌بیوتیک‌ها از ترکیبات نفتی مشتق می‌شود.

دید کلی صنایع پتروشیمی، بخشی از صنایع شیمیایی است که فراورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند. تا پیش از وارد شدن نفت به مفهوم امروزی در زندگی انسان، مواد شیمیایی مورد نیاز، بر اثر تغییر و تبدیل صنایع گیاهی و جانوری به‌دست می‌آمد. اما در اوایل قرن بیستم نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه برای تهیه بسیاری از ترکیبات مورد نیاز انسان، اهمیت حیاتی و روزافزونی پیدا کرده‌است