Στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών λειτουργούν τα παρακάτω ερευνητικά εργαστήρια - ερευνητικές ομάδες:
- Ανόργανης & Αναλυτικής Χημείας
- Βιομοριακής Δυναμικής & Μηχανικής
- Βιοχημικής Μηχανικής και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος
- Επιστήμης Επιφανειών
- Ερευνητική Ομάδα Καθηγητή Συμεών Μπεμπέλη
- Ερευνητική Ομάδα Προχωρημένων Διεργασιών Οξείδωσης
- Ετερογενούς Κατάλυσης
- Εφαρμοσμένης Φωτοφυσικής & Φωτοχημείας
- Εφαρμοσμένων Μαθηματικών
- Ηλεκτροχημικών Ενεργειακών Εφαρμογών
- Κεραμικών και Σύνθετων Υλικών
- Μαγνητοελαστικών Αισθητήρων
- Μελέτης Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης
- Χαρακτηρισμού Υλικών και Μεταλλογνωσίας
- Μηχανικής Ρευστών και Ρεολογίας
- Νανοτεχνολογίας & Προηγμένων Υλικών
- Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας
- Πολυμερών
- Προηγμένων Διεργασιών Διαχωρισμού & Κατάλυσης
- Στατιστικής Θερμοδυναμικής και Μακρομορίων
- Τεχνολογίας Πλάσματος
- Υλικών και Μεταλλουργίας
- Φαινομένων Μεταφοράς και Φυσικοχημικής Υδροδυναμικής
- Φυσικοχημείας, Δομής και Δυναμικής Άμορφων Υλικών και Ρευστών
- Χημικών Διεργασιών και Ηλεκτροχημείας