石油化学是研究石油的组成、性质以及在加工成为 燃料、润滑剂和石油化学品过程中的化学问题的一门 学科。   它和有机化学、物理化学及分析化学有密切的联系。

其领域大体包括：石油及其产品的化学组成与性质；石油中 烃类和非烃类的反应，尤其是催化转化反应；石油加工过程的化学理论基础；以及 合成燃料、 合成润滑油、石油产品添加剂、石油化学品合成的化学原理等。

有时，将石油 油田化学也包括在本学科之内。在日本，石油化学一词则相当于中国的石油化工。