应用化学侧重于将现代化学的基本原理和方法应用于解决过程工程的基础理论和关键技术问题，利用化学工程的基本原理和方法与化学工艺有机结合，研究过程工程的特性和规律，解决工程技术的实际问题。注重从分子水平上揭示过程工程和产品工程的内在本质。融合化学、物理、生物、计算技术以及工程技术等相关基础，针对资源高效-清洁-循环利用的关键共性科学问题，从“化学供应链”的角度，深入研究资源高效转换过程的基本规律，发展以效率－经济－环境协调为目标的能量－物质网络结构的优化集成理论和方法。
　　
　　1、绿色化学工程
　　
　　突出绿色化学与过程工程相结合的特色，以建立非常规介质—离子液体的分子设计、结构-性质、规模化制备、清洁化工应用、绿色过程集成的技术基础平台为目标。开展离子液体中资源高效转化利用的关键技术及应用基础研究，发展生态工业的系统集成理论及评价体系，重点探讨离子型介质中分子间相互作用和物质转化过程的共性规律，建立绿色度理论及绿色过程系统集成的方法，建立基于离子液体的清洁工艺技术及示范工程，实现从基础到工程应用的全过程。
　　
　　主要研究内容：
　　
　　功能化离子液体的分子模拟及设计
　　
　　离子液体的结构-性质及模型化研究
　　
　　功能化离子液体的合成及规模化制备
　　
　　基于离子液体的清洁化工新过程
　　
　　绿色度理论及绿色过程集成
　　
　　2、计算机化学与化工
　　
　　研究化学化工信息的计算机表达、处理、集成的基本理论和方法，发展动态交互的虚拟社区，建立过程工程与技术创新的信息系统平台。以实现虚拟工艺过程为目标，开展分子模拟和分子设计的研究，探索物质结构－组成－机理－性能－环境性质之间的关系，从分子水平上推动产品工程的发展。开展过程工程的模拟、优化、系统集成方法的研究，支持面向未来的清洁、高效、低耗的新工艺过程的研究开发。
　　
　　主要研究内容：
　　
　　信息资源集成与过程工程创新研究环境
　　
　　分子模拟和分子设计
　　
　　化学信息资源和知识挖掘
　　
　　过程工程模拟、优化与集成
　　
　　工程化学数据库