过程工程是化学、物理、生物过程的设计、运行、控制、优化与强化。涉及大量的工业领域，如化学、石化、农业、冶金、先进材料、食品、制药、软件开发、生物技术工业等。通过建模，仿真和优化，基于计算机的系统方法应用称为“过程系统工程”。

• 过程设计：能量回收网的综合、蒸馏系统（共沸）综合、反应器网络综合、层次分解流程图、上层结构优化、 OPTimization, 多产品批产厂设计。
• 过程控制: 预测模型控制、可控制性测量、鲁棒控制、非线性控制、统计过程控制、过程监控、基于热力学控制
• 单元过程: 调度过程网络（scheduling process networks）、 多阶段规划与优化（multiperiod planning and optimization）、数据协调（data reconciliation）、实时优化、灵活措施（flexibility measures）、故障诊断
• 支持工具: 序贯模块仿真（sequential modular simulation）、基于方程的过程模拟（equation-based process simulation）、 人工智能/专家系统、大规模非线性规划(NLP)、代数微分方程优化 (DAEs)、混合整数非线性规划(MINLP)、全局优化