يمكن استخدام الهندسة الكيميائية لتحليل المواد الكيميائية بطرق مختلفة، ومنها:
1- التحليل الكيميائي: حيث يتم استخدام الهندسة الكيميائية لتصميم وتطوير العمليات الكيميائية التي تساعد في فصل المواد الكيميائية وتحليلها.
2- التحليل الحراري: حيث يتم استخدام الهندسة الكيميائية لتصميم وتطوير الأفران والمفاعلات التي تستخدم في تطبيق التحليل الحراري للمواد الكيميائية.
3- التحليل الكهروكيميائي: حيث يتم استخدام الهندسة الكيميائية لتصميم وتطوير الخلايا الكهروكيميائية التي تستخدم في تحليل المواد الكيميائية باستخدام التيار الكهربائي.
4- التحليل الطيفي: حيث يتم استخدام الهندسة الكيميائية لتصميم وتطوير الأجهزة الطيفية التي تستخدم في تحليل المواد الكيميائية باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء، والأشعة السينية، والأشعة النووية.