石油化学（せきゆかがく、英語：petrochemistry）または石油化学工業とは、石油、または天然ガスなどを原料として、合成繊維や合成樹脂などを作る化学工業の一分野である。生成物が燃料や潤滑用油など、石油精製業に属している場合はここには含まない。