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，其主要思路是把化工生产传统的“先污染、后治理”方式转型为现代化的“从源头上根除污染”方式。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，而且也提高了企业的核心竞争力。在石油化工领域，绿色化学技术的应用主要集中在绿色催化剂、“原子经济性反应”新工艺、无毒无害溶剂三个方面。
石油加工中的烷基化工艺中用到的氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸催化剂，不仅腐蚀设备，对人体有危害，还产生污染环境的废渣。现在已从分子筛、杂多酸（一种兼具酸碱性和氧化还原性的双功能绿色催化剂）、超强酸等新催化材料中开发出固体酸烷基化催化剂，可以大大降低对设备的腐蚀和对环境的污染。
“原子经济性”于1991年提出，考察在化学反应过程中原子的利用率，即有多少原料的原子进入所需的产品中。理想的原子经济性反应要求原料中的原子100％转变成产品，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。
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性反应。还有一些基本有机原料的生产，已由过去的二步反应改成一步原子经济性反应，并已实现工业化。
当前化工生产广泛使用的溶剂多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为溶剂已成为绿色化学技术重要的研究方向，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。离子液体是在常温下呈液态的离子化合物，这种液体里没有分子，只有阴离子和阳离子。离子液体易于操作，没有任何危害，是名副其实的绿色化学溶剂。另外，采用无溶剂的固相反应也是避免使用挥发性溶剂的一个研究方向。