La ingeniería de procesos combina especialidades de áreas cómo la biología, química, física e informática para estudiar los diferentes procesos de conversión de la materia. La ingeniería de procesos estudia las operaciones por las que se crean productos a partir de sustancias por medio de procedimientos fisicoquímicos o biológicos. 
La ingeniería de procesos busca optimizar los procesos bajo ciertas restricciones que aseguren la sostenibilidad económica, ambiental y social de los mismos. Por tanto, los ingenieros de procesos aplican la ciencia, matemáticas e ingeniería para transformar la materia y la energía. Los ingenieros de procesos diseñan, construyen, controlan, operan y administran diferentes procesos alrededor del mundo, en industrias como: petroquímica, farmacéutica, pulpa y papel, cementos, química, alimentos y bebidas , agroindustria, textiles o de tratamiento de aguas, entre otras. Aunque tradicionalmente la ingeniería de procesos se ha enfocado en producir más rápido, más barato y más simple, hoy en día los ingenieros de procesos además deben considerar cómo producir de manera más segura y sostenible por el mayor tiempo posible, considerando las necesidades de las generaciones futuras.  [1]​
La ingeniería de procesos está altamente relacionada con la ingeniería química. El nombre de ingeniería química surge de un contexto histórico en el que se intentaron fusionar conceptos de  química industrial con ingeniería mecánica, por lo cual se le otorgó este nombre. Inicialmente, la ingeniería química como profesión se desarrolló en torno del concepto de operaciones unitarias. [2]​ Posteriormente, se comprendió que el desarrollo de procesos químicos requería no solo de la comprensión de operaciones unitarias, con lo que se introdujo el concepto de fenómenos de transporte para considerar las limitaciones cinéticas en los procesos, adicionales a las limitaciones termodinámicas. [3]​
A partir de este punto histórico comenzaron a darse desarrollos que aplicaban los principios de la ingeniería química en otros campos aparte de la química, por ejemplo en bioquímica para la producción en masa de antibióticos, o en ciencias de la computación para sistematizar el diseño y control de procesos. [4]​ Estos avances han hecho que el nombre de ingeniería química tenga un carácter histórico que no refleja realmente los conceptos en ciencias físicas, ciencias de la vida y la computación que pueden emplearse en los diferentes campos de la transformación de la materia, por lo que este término debe reemplazarse por el término moderno y más amplio de ingeniería de procesos. [5]​ Este concepto está basado en que los principios de la ingeniería química pueden emplearse en todas las industrias de procesos, es decir en las industrias que transforman materia y energía. [6]​