若按化學組成分類，可以概括為金屬材料、無機非金屬材料和聚合物材料三大類。也有將復合材料列為第四大類，或者把它看作是由三大類中派生出來的一類新材料。一般來說，除金屬是冶金部門生產的產品外，其余都是化工生產的材料。

無機非金屬材料

分為傳統材料和新型材料兩類。前者主要是硅酸鹽材料;后者組成多樣，發展很快。

硅酸鹽材料 指玻璃、陶瓷、水泥和搪瓷等。它們是以含硅酸鹽類礦石為原料進行生產的，廣泛用作建筑材料，也可以作為日用品和工藝美術制品。玻璃和陶瓷雖然性脆易碎是其主要的缺點;但由于原料易得，生產工藝簡單，產品的化學穩定性好，又具有硬度高、耐熱和耐蝕等優點，用途十分廣泛，產量很大，并仍在不斷發展中。

新型無機非金屬材料

主要是特種陶瓷。隨著工農業、軍事工業和科學技術的發展，新型結構陶瓷先后問世。它們是由不同的氧化物、硅化物、碳化物、氮化物、氟化物，硼化物等組成的。主要包括耐高溫材料、電絕緣材料、鐵電材料、壓電材料、半導體陶瓷材料等，用途特殊，產量不大，但價值很高。21世紀開發了一種陶瓷發動機用于汽車，可使燃氣溫度提高到1400℃以上，對提高效率，節約能源具有重要意義。這些材料的制造工藝的特點是:對原料的純度要求高，成分、顯微結構以及產品表面和界面都需嚴格控制，形狀也細致而復雜，要求精密加工。此類新型材料是在高水平科學技術基礎上獲得成功的。

主要包括塑料、化學纖維和橡膠三大類。其中合成材料品種很多，它們是由石油化工生產的單體，經過聚合反應而制成的。有的具有天然材料所達不到的特殊性能，廣泛用于工農業生產與日常生活，所以發展很快。30年代世界聚合物材料的產量還未超過100kt，到80年代即已達到約80Mt，塑料占3/4。由于塑料比金屬輕，所以按體積計，其產量今天早已超越金屬材料了。

聚合物材料的基礎材料是合成樹脂。塑料制品質輕(一般只有鋼鐵的1/9)，耐腐蝕，耐熱，電絕緣性好，易于加工成型，近幾十年來大量用來代替金屬、玻璃、紙張、木材等。塑料薄膜主要用作包裝材料，在農業上，也被廣泛使用。塑料管大量用作汽車的輸油、輸水管。汽車殼體和零件也用塑料。用聚氯乙烯加工的地板和門窗比用木材加工的耐磨性增加五倍。有機玻璃的密度為普通玻璃的一半，而沖擊強度高達17倍，可用作飛機的風擋玻璃。塑料還大量用于電子和電氣工業，制成電線、電纜、開關和儀器儀表殼體等。塑料制品可以說已經深入到人們生產和生活的各個角落。還有一些合成樹脂具有特殊的功能，被稱為功能高分子材料，如導電材料、半導體材料、感光樹脂、光導材料和超導材料等，引起人們很大的興趣。

包括人造纖然纖維為原料經過化學加工而生產的，在20~30年代已經流行，但它的產量受到天然纖維來源的限制。合成纖維制品是在40年代中期出現的，原料來源為豐富的石油化工產品。化學纖維的品種很多，又有長絲、短絲、鬃絲、彈力絲以及各種異形絲。它們分別可以純紡、混紡，因而織物的品種極多，并且生產效率高，不受自然條件的限制，有效地解決了與糧棉爭地的矛盾。生產萬噸化學纖維，可以相當于30萬畝(1畝=666.6m2)棉田一年生產的棉花;或由250萬只羊一年剪下的羊毛。到80年代，全世界已有2/3的紡織品是由化學纖維制成的。一些聚合物制成的中空纖維用作分離膜，在海水淡化、氣體分離、超純物質制備以及生物技術等方面，具有重要意義。

是一種戰略物資。天然橡膠僅生長于熱帶及亞熱帶地區，不產橡膠的國家考慮戰時會受到封鎖，都極其重視建立于石油化工基礎上的合成橡膠工業。合成橡膠的品種多，有的品種比天然橡膠具有更好的耐熱、耐寒、耐油等性能。橡膠的最大消耗是做輪胎，此外還用以制作膠管、膠帶、膠鞋、模具硅橡膠、以及膠乳制品。橡膠又是各種設備所不可缺少的密封材料。70年代以來，天然橡膠的產量基本穩定在3~3.5Mt，而合成橡膠產量在70年代已達6Mt，80年代增至8Mt，且仍有續增的趨勢。

化工能源

能源可以分為一次能源和二次能源。一次能源系指從自然界獲得、而且可以直接應用的熱能或動力，通常包括煤、 石油等。消耗量十分巨大的世界能源，主要是化石燃料。1985年世界一次能源消費量達10610Mt標準煤，其中石油39.9%、煤29.7%、天然氣21.1%、水電7.7%、核電4.9%;中國一次能源消費量達764Mt標準煤，其中煤75.9%、石油17.1%、水電4.8%、天然氣2.2%。二次能源(除電外)通常是指從一次能源(主要是化石燃料)經過各種化工過程加工制得的、使用價值更高的燃料。例如:由石油煉制獲得的汽油、噴氣燃料、 柴油、重油等液體燃料，它們廣泛用于汽車、飛機、輪船等，是現代交通運輸和軍事的重要物資;還有煤加工所制成的工業煤氣、民用煤氣等重要的氣體燃料;此外，也包括從煤和油頁巖制取的人造石油。

化工與能源的關系非常密切，還表現在化石燃料及其衍生的產品不僅是能源，而且還是化學工業的重要原料。以石油為基礎，形成了現代化的強大的石油化學工業，生產出成千上萬種石油化工產品。在化工生產中，有些物料既是某種加工過程(如合成氣生產)中的燃料，同時又是原料，兩者合而為一。所以化工生產既是生產二次能源的部門，本身又往往是耗能的大戶。