Petrokjemi er organisk kjemi for stoffer og reaksjoner som baserer seg på råvarer fra
petroleum. Faget er sentralt for prosessindustrien for olje og gass - petrokjemisk
industri. Kjemikaliene gjennomgår gjerne flere ulike typer av prosesser, der det først fremstilles halvfabrikata som igjen videreforedles til
petrokjemiske produkter.
Petrokjemi som vitenskap har nær tilknytning til geologi. Fagfeltet omhandler i store trekk
dannelse, geologi, prospektering, produksjon og bruk av olje og gass, men hver av disse fagene vil beskrives i artikler som geokjemi og petroleumsgeologi.