طراحی فرآیند در اصطلاح، روشی است که بتوان با آن ماده ای را از حالتی به حالت دیگر تغییر شکل داد و مهندس طراحی فرآیند یعنی فردی که روش این تغییر و تحول را طراحی و مهندسی کند. این گرایش تقریباً تمام گرایش های دیگر شیمی را (از منظر عمومیت) پوشش می دهد. طراحی فرآیندهای شیمیایی و طراحی تجهیزات فرآیندی و بررسی مسائل ایمنی در فرآیندهای شیمیایی از کاربردهای این گرایش است. طراحی صنایعی که بطور مستقیم یا غیر مستقیم وابسته به نفت خام یا فرآورده‌های پالایشگاه و یا صنایع پتروشیمی است به مهندس شیمی گرایش طراحی فرآیندها مربوط می شود. به عنوان مثال، این گرایش در صنعت نفت و گاز، وظیفه طراحی فرآیندهای پالایش نفت و گاز، طراحی برج و مبدل، تعیین مشخصات دستگاه ها و سیستم های اندازه گیری را بر عهده دارد.