Petrokemikalija je kemikalija, ki je bila pridobljena iz nafte ali zemeljskega plina. Te kemikalije se običajno ekstrahirajo med postopkom rafiniranja, ko se surova nafta in plin destilirata ali krekirata, in jih je mogoče uporabiti na najrazličnejše načine. Eksplozija industrije v 20. stoletju je privedla do širjenja izdelkov, ki so vključevali petrokemične komponente, povpraševanje po teh kemikalijah pa nenehno narašča, saj ljudje razvijajo nove izdelke in nove uporabe za te izdelke. Rafinerije, ki predelujejo takšne kemikalije, je mogoče najti po vsem svetu.
Nekatere od primarnih petrokemičnih snovi, pridobljenih v procesu rafiniranja, vključujejo toluen, benzen, etilen in propilen. Te primarne kemikalije je mogoče nadalje rafinirati v vmesne ali derivate, ki se lahko uporabljajo pri proizvodnji blaga za končno uporabo. Večina petrokemičnih snovi je ogljikovodikov, kar odraža visoko koncentracijo vodika in ogljika v surovi nafti, in se razlikujejo, čeprav si kemično podobne, od goriv, rafiniranih iz surove nafte.
Ogromna raznolikost izdelkov je narejena s petrokemikalijami, vključno s plastiko, mili, farmacevtskimi izdelki, gnojili, pesticidi, detergenti, talnimi oblogami, topili in epoksidi. Sintetična vlakna, guma in drugi materiali se proizvajajo tudi iz petrokemičnih izdelkov. Večina ljudi vsak dan komunicira s številnimi takimi izdelki, od sintetičnih vlaken, ki se uporabljajo v jakni iz flisa na hladen dan, do plastike, ki se uporablja pri izdelavi volana.
Rafinerije lahko prilagodijo svojo proizvodnjo primarne petrokemične snovi, da zadovoljijo povpraševanje na različne načine. Ko se surovo nafto rafinira, jo lahko obdelamo s frakcijsko destilacijo, pri kateri se segreje, da se ločijo različne komponente za uporabo, ali pa jo “razbijemo” s katalizatorjem, ki razbije ogljikovodične verige, da ustvari želene produkte. Ker je po petrokemičnih izdelkih običajno veliko povpraševanje, morajo biti rafinerije sposobne hitro ukrepati, da izkoristijo ugodne cene in povpraševanje.
Rafiniranje in proizvodnja petrokemičnih izdelkov v končni fazi je bila kritizirana zaradi skrbi za okolje. Pridobivanje in transport surove nafte imata lahko zelo negativen vpliv na okolje, proces rafiniranja pa je lahko zelo onesnažujoč in včasih nevaren za sosednje skupnosti. Petrokemikalije se tudi v naravnem okolju zelo počasi razgrajujejo, kar sproža vprašanja glede pravilne uporabe in odstranjevanja potrošniških izdelkov. Ti izdelki tudi niso obnovljivi, saj izvirajo iz virov, ki so se nabirali v milijonih let, kar pomeni, da bi se lahko po izčrpanju svetovnih zalog surove nafte in zemeljskega plina pojavil resen problem za petrokemično industrijo.