Chemijos gamykla yra pramoninis objektas, skirtas chemikalams apdoroti ir gaminti. Cheminių augalų galima rasti visame pasaulyje, gaminančių platų produktų asortimentą – nuo fotografavimo chemikalų, naudojamų ryškinimo patalpose, iki herbicidų, purškiamų ant komerciškai auginamų pasėlių. Daugybė specialių įrenginių, tokių kaip nuotekų valymo įrenginiai, veikia taikant panašius metodus, kaip ir chemijos gamyklose.
Chemijos gamykloje tikslas yra gaminti naujas chemines medžiagas arba perdirbti cheminius produktus. Priklausomai nuo to, ką gamykla gamina, naudojami įvairūs perdirbimo būdai, o dauguma chemijos gamyklų gamina daug skirtingų rūšių cheminių medžiagų, kurios yra tarpusavyje susijusios. Bendras chemijos gamyklų bruožas yra didelės talpos arba cisternos, kuriose apdorojami ir laikomi chemikalai.
Daugelis chemijos gamyklų yra pramoninėse zonose ir šalia laivybos ar geležinkelio linijų, kad jų gaminius būtų galima lengvai perkelti. Saugumas kelia didelį susirūpinimą objektuose, kuriuose gaminamos ir apdorojamos cheminės medžiagos, nes klaidos chemijos gamykloje gali būti labai pavojingos, o chemijos gamyklos yra pažeidžiamos sabotažo ir terorizmo aktų. Dėl to chemijos gamyklose paprastai privaloma atlikti reguliarius saugos patikrinimus, kurie patvirtina, kad gamykla veikia saugiai, o įrenginiai turi didelį saugumą, kad apsaugotų gamyklą nuo išorinių grėsmių.
Chemijos inžinieriai paprastai yra atsakingi už chemijos gamyklos projektavimą, kuriant projektus, kurie atitiktų gamyklos poreikius ir sudarytų sąlygas augti bei plėstis. Chemijos inžinieriai taip pat dirba chemijos gamyklose, prižiūrėdami gamybą ir valdydami saugos programas, ne tik kurdami naujus gamybos ir perdirbimo būdus. Kiti chemijos gamyklų darbuotojai yra apsaugos darbuotojai, technikai ir administratoriai, kurie apdoroja cheminių medžiagų užsakymus ir prašymus.
Viena specializuota chemijos gamykla, naftos chemijos gamykla, dirba tik su chemikalais, gautais iš naftos. Naftos chemijos perdirbimo įrenginiai dažnai yra šalia naftos perdirbimo gamyklų, kad būtų patogiau, o dviejose patalpose dalijasi apsaugos darbuotojais ir prireikus efektyviai perkelia prekes iš vienos gamyklos į kitą.
Didėjantis susirūpinimas dėl aplinkos XX amžiaus pabaigoje lėmė vis griežtesnį chemijos gamyklų reguliavimą. Pirmojo pasaulio įrenginiai turi atitikti griežtus aplinkosaugos standartus, kurie yra skirti užkirsti kelią taršai ir sumažinti kasmet pagaminamų pavojingų cheminių medžiagų skaičių, todėl cheminių medžiagų gamyba yra labai orientuota į besivystančias šalis, kur reglamentai yra ne tokie griežti. Reguliavimo skirtumus kritikavo daugelis aplinkos gynėjų, kurie nerimauja, kad besivystančios šalys, siekdamos pritraukti verslą, gali patirti pavojų aplinkai.