石油化工業，也稱爲石油化學工業，是一種以石油和天然氣爲主要原料的化學工業。
這個產業通過一系列的物理和化學加工操作，從原油中提取出基礎化學品，如烯烴、芳烴和合成氣。這些基礎化學品可以進一步加工成各種基本的有機化工原料，以及塑料、合成纖維、合成橡膠、化肥、農藥等合成材料和化學品。石油化工業是國民經濟的重要基礎產業，對農業、能源、交通、機械、電子、紡織、輕工、建築建材等多箇領域以及人們的日常生活都提供了重要的配套和服務。同時，這個產業在環境保護、能源供應和材料科學等多箇領域也發揮着關鍵作用，對國家的綜合實力和人民生活水平有着直接的影響。