Da Chemieingenieurwesen eine stark interdisziplinär ausgerichtete Fachrichtung ist, besteht auch eine große Bandbreite unterschiedlicher Themengebiete. Ziel des dualen Studiums Chemieingenieurwesen ist es, neuartige chemische Verfahren, Produkte und Materialien industriell nutzbar, das heißt produzierbar zu machen. Was chemische (Grundlagen-) Forschung in einem Labor hervorbringt, soll später in einem viel größeren, industriellen Maßstab erzeugt (und verkauft) werden. Neben chemisch-physikalischem Fachwissen braucht es dazu auch Detailwissen über technische Verfahren, Anlagen- und Maschinenbau. AbsolventInnen des dualen Studiums Chemieingenieurwesen sollen auch die Wirtschaftlichkeit eines solchen Produktionsprozesses bewerten können. Neue chemische Stoffe, die das Labor verlassen sollen, können nur unter stabilen, berechen- und kalkulierbaren Bedingungen produziert werden, eingebettet in ein durchdachtes System von Anlagen, Maschinen und maßgeschneiderten technischen Verfahren.
AbsolventInnen des dualen Studiums Chemieingenieurwesen benötigen dazu neben naturwissenschaftlichem Grundlagenwissen(Allgemeine Chemie, (An-)Organische Chemie, Analytische und Physikalische Chemie, Mathematik, Physik) auch sehr gute Technikkompetenz. Dies umfasst die Bereiche Werkstofftechnik, Maschinenbau, Konstruktionslehre, Statik und Statistik. Zu den begleitenden Kompetenzen zählen Betriebswirtschaft, Projektmanagement sowie Qualitätsmanagement.
Das Studium mit vertiefter Praxis bietet die Möglichkeit, zusätzlich umfangreiche Praxiserfahrung zu sammeln. Während der vorlesungsfreien Zeiten und im Praxissemester arbeiten die Studierenden gegen Vergütung in einem Unternehmen. So absolvieren sie mindestens 50 Prozent mehr betriebliche Praxisphasen als im regulären Studium, ohne dass sich die Regelstudiendauer verlängert. Am Ende des Studiums wird – nach Möglichkeit – die Bachelorarbeit beim Partnerunternehmen erstellt, damit die Studierenden ihre Praxiserfahrung theoretisch ergänzen können. Abhängig vom Studiengang ist ein späterer Einstieg in das Studium mit vertiefter Praxis möglich, auch nach der Aufnahme eines Studiums. Ein Studium mit vertiefter Praxis ist ebenso in ausgewählten Masterstudiengängen möglich.