化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。在发展过程中，化学依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同，派生出不同层次有许多分支。
在20世纪20年代之前，化学传统地分为无机化学、在机化学、物理化学和分析化学四个分支。20年代以后，由于世界经济的高速发展和相关技术的兴起，化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段，导致这门学科的飞跃发展，目前化学的分支学科已达到80多项。
绿色化学是近十多年才产生和发展起来的一个“新化学婴儿”，是指用化学的技术、原理和方法去消除对人体院健康、安全和生态环境有毒有害的化学品，因此又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。实际上，它不是一门全新的科学，它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖）提出的，用原子利用率衡量反应的原子经济性，为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。绿色有机合成应该是原子经济性的。原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。
绿色化学经济性的内涵主要体现在五个“R”上：第一是Reduction一一“减量”，即减少“三废”排放；第二是Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，这是降低成本和减废的需要；第三是Recycling——“回收”，可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求；第四是Regeneration——“再生”，即变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径；第五是Rejection——“拒用”，指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的，有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用，这是杜绝污染的最根本方法。
绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益，而且说明化学的负面作用是可以避免的，显现了人的能动性。绿色化学是当今国际化学研究的前沿，是21世纪化学工业可持续发展的基础，其主要思路是把现有化工生产的“先污染、后治理”方式改变为“从源头上根除污染”。发展绿色化学技术不仅能保护生态环境，充分利用资源，降低成本，同时也提高了国际竞争能力。
在石油化工领域，绿色技术的应用研究主要有3个方面：绿色催化剂、“原子经济反应”新工艺、无毒无害溶剂。
催化剂在化学工业中占有重要的地位。目前采用的许多催化剂基于金属，储量有限，甚至有毒有害。采用储量丰富、便宜易得的原料设计和制备高效无害的催化剂具有重要的意义。绿色催化剂应具有高活性、高选择性、性能稳定、无毒无害、成本低、原料易得、制备过程对环境无害、容易回收利用等特点。绿色催化剂的开发和利用、催化和动力学理论研究是绿色化学的重要内容。
原子经济是在1991年提出的，即考察在化学反应过程中有多少原料的原子进入所需的产品中。理想的原子经济反应要求原料中的原子百分之百地转变成产品，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。对于大宗基本有机原料的生产来说，选择原子经济反应十分重要。目前，在某些有机原料的生产中，如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸、乙烯或丙烯的聚合、丁二烯和氢氰酸合成己二腈等已采用原子经济反应。还有一些基本有机原料的生产所采用的反应，已由过去的二步反应改成一步原子经济反应，并已实现工业化。对于已在工业上应用的原子经济反应，也还要从环境保护和技术经济等方面继续改进。
回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个核心内容。回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品，减少使用量就是对于污染环境，给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放，实现“省资源、少污染、减成本”的要求。
溶剂方面，当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物，会造成环境污染，采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。如开发无毒、不可燃、价格低廉的超临界流体（特别是超临界二氧化碳）和“离子液体”作溶剂。“离子液体”是在常温下呈液态的离子化合物。在这种液体里没有分子，只有阴离子和阳离子。这种“离子液体”易于操作，没有任何危害，是名符其实的绿色化学所追求的溶剂。
我国非常重视相关学术组织的建立和学术交流。如2007年中国化学会成立了绿色化学专业委员会，2009年我国举办了“第四届国际绿色与可持续化学大会”等。国内也出版了不少相关著作，如国家自然科学基金委资助出版了“绿色化学化工丛书”等。目前，许多国内一流大学和科研单位都在开展绿色化学的研究，企业界对绿色化学技术的研发与应用也越来越重视。
2000年，国家科技部批准“石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学”为国家重点基础研究项目之一。该项目针对我国石化工业2010年前发展急需的、加工量大的清洁汽、柴油及有机化学品绿色化技术的要求，选择了下列重要领域和课题开展导向性基础研究：①清洁汽、柴油生产的绿色化途径和化学基础；②基本有机化学品合成的“原子经济”反应；③支撑和扩展相关技术绿色化跨越的新催化材料和新反应工程。
在学术界、企业、政府部门的推动下，我国在绿色化学研究和技术开发方面已开展了大量的工作，并取得了许多国际先进水平的成果。一些高分子、精细化工产品等都已问世，如生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。大力发展绿色化学工业，从源头上防止污染，从根本上减少或消除污染实现废物零排放提高原子经济性，将是我国乃至世界环境保护的必由之路。