Petrokjemi er eit fagfelt innan kjemi som tek for seg stoff og reaksjonar av råvarer frå petroleum (råolje og naturgass).[1] Faget er sentralt for prosessindustrien for olje og gass – petrokjemisk industri. Kjemikalia går gjerne gjennom fleire ulike typar prosessar, der det først blir framstilt halvfabrikata som igjen blir vidareforedla til petrokjemiske produkt.
Petrokjemisk industri byrja for alvor å bli utvikla i USA under andre verdskrigen og i etterkrigstida. I Noreg blei verksemda viktig frå 1950-talet.[1]