基础教育阶段不分专业，工程师教育阶段开设三个专业方向：

化学工程与工艺：本专业依托北京化工大学“化学工程与技术”国家首批一级重点学科，是国家“211工程”和国家“优势学科创新平台”建设的重点学科，排名进入全国前五名，享誉国内外。北京化工大学在工艺开发、装置设计、控制操作、综合优化的理论和方法领域拥有较强的学科优势。法国合作院校在现代化工工艺、仿真计算、工艺模拟、绿色化工以及能源优化等领域世界领先。

高分子材料与工程：本专业是全国高校中创建最早的高分子材料专业和最早的两个全国高分子材料重点学科之一，是教育部认定的国家级特色专业，在全国同类学科和专业中处于领先地位。北京化工大学在高分子材料的设计、合成、制备以及结构、性能和加工应用等领域享有盛誉。法国合作院校在高分子催化合成、高性能高分子工程材料以及医用高分子材料领域有明显的优势。

生物工程：本专业是国家“211工程”和国家“985优势学科创新平台”建设的重点学科。北京化工大学在生物炼制、生物资源与生物能源、生物催化、新型生物分离技术、环境友好材料等领域享有声誉。法国合作院校在化妆品、生物制品、药品研发领域成果显著。