石油化学工业，简称石油化工，是以石油和天然气为原料，通过一系列物理、化学加工过程，生产基础化学品、合成材料及精细化学品的庞大工业体系。作为现代化学工业的核心组成部分，它不仅是国民经济的重要支柱，更是推动技术进步、保障社会运行的关键力量。
自20世纪初兴起以来，石油化学工业经历了迅猛发展。其发展历程大致可分为三个阶段：起步与探索阶段（20世纪初至中叶），以从石油中获取燃料和基础有机化学品（如乙烯、丙烯）为主；黄金发展与扩张阶段（20世纪50至80年代），随着催化裂化、重整、聚合等关键技术的突破，合成橡胶、塑料（如聚乙烯、聚丙烯）、合成纤维（如涤纶、腈纶）以及化肥等大宗产品实现规模化生产，深刻改变了材料格局和农业生产；以及当前的高效、精细化与绿色转型阶段，在追求规模效益的更加注重资源的高效利用、产品的差异化与高性能化，并积极应对环境挑战，向低碳、循环经济方向演进。
石油化学工业的作用至关重要且多维：
- 基础原料的提供者：它提供了约70%的有机化工原料，是下游众多制造业（如轻工、纺织、建材、机械、电子、医药、农业）不可或缺的“粮食”。从汽车的轮胎、内饰，到家电的外壳、服装的纤维，再到药品的辅料、农作物的肥料，其身影无处不在。
- 新材料与科技进步的推动者：石油化工催生了种类繁多的合成材料，这些材料因其优异的性能（如轻质、高强、耐腐蚀、易加工）替代或补充了传统材料，直接推动了航空航天、电子信息、新能源汽车等高新技术产业的发展。
- 经济增长的重要引擎：作为资本和技术密集型产业，石油化工产业链长、关联度高、产值巨大，对上下游产业具有强大的拉动效应，为国家创造巨额税收和大量就业岗位，是许多国家和地区的经济命脉。
- 农业与粮食安全的保障者：合成氨及后续的尿素、复合肥等化肥产品，极大地提高了农作物产量，为养活全球不断增长的人口做出了历史性贡献。农用薄膜、农药等也源自石油化工。
- 能源供应的重要组成：虽然其核心价值在于“化工”，但炼油过程本身也生产出汽油、柴油、航空煤油等主要交通燃料，与能源安全紧密相连。
石油化工的发展也面临着严峻挑战：对化石资源的依赖、生产过程中的能耗与排放、以及部分塑料制品带来的“白色污染”等环境问题。因此，当代石油化工正致力于通过技术创新实现绿色转型，例如：开发更高效的催化工艺和节能技术；加大原油直接制化学品（COTC）等新路线的研发；大力发展生物基原料和可降解材料作为补充或替代；以及强化二氧化碳捕集与资源化利用。
石油化学工业并不会因能源转型而迅速褪色，其核心作用将转向更加依赖于技术创新驱动的“分子管理”，即更高效、更清洁、更精准地将石油和天然气分子转化为社会所需的高性能、高附加值化学品与材料，并更好地与可再生能源体系相融合，在可持续发展框架下，继续扮演现代社会不可或缺的基石与引擎角色。
