واحدهای پتروشیمی شامل فرایندهایی هستند که به تولید محصولات پالایشی و شیمیایی از نفت و گاز طبیعی می‌پردازند. این فرایندها شامل تمام مراحلی از جمله نشتی مواد اولیه، پیش‌پردازش، حذف آلاینده ها، فرایندهای حرارتی و شیمیایی، واحدهای ساختاری و بسته بندی و ارسال به بازار است.

در واحدهای پتروشیمی، به مواد اولیه مانند مواد نفتی، گاز و مواد شیمیایی دیگر، تحت فرایندهای شیمیایی، فیزیکی و زیست شیمیایی تبدیل می شوند. این واحدها می توانند مواد اولیه برای محصولات شیمیایی هم مانند بهداشتی، آرایشی، لوازم خانگی، خودروسازی، الکترونیک و غیره تولید کنند.

مثال هایی از محصولات تولید شده به وسیله واحدهای پتروشیمی عبارتند از صنایع پلاستیک، تولید مواد شیمیایی مورد استفاده در رنگ و رزین، روغن های موتور، شوینده ها و داروها، پلی استایرن، پلی اتیلن و پلی پروپیلن.

بسیاری از واحدهای پتروشیمی به دلیل بسترهای سرمایه‌گذاری بالا، تکنولوژی پیشرفته و نیروی انسانی متخصص پرداخته شده اند.