Kemianteollisuus on teollisuudenala, jossa jalostetaan ja muunnetaan toisiksi kemiallisia yhdisteitä erilaisten kemiallisten reaktioiden kautta.
Tyypillisesti kemianteollisuus on suuren mittakaavan teollisuutta, mutta siihen kuuluu myös pienen volyymin tuotantoa. Kemiateollisuudessa tuotetaan sekä raaka-aineita muille teollisuuden aloille että valmiita lopputuotteita.