לימודי הנדסה כימית לתואר שני יכולים להיות אופציה טובה ומסלול המתאים לבוגרי תואר ראשון בהנדסה כימית המתקבלים באופן אוטומטי במרבית מוסדות הלימודי האקדמיים. אך לא רק, שכן גם בוגרי תואר ראשון בכל אחד ממקצועות ההנדסה השונות וכן במקצועות המדעים המדויקים, יכולים גם הם להתקבל ללימודים אלו, זאת בהתאם לקביעת המוסד האקדמי לגבי קורסי השלמות, אותם ידרשו לקחת במהלך הלימודים.

לימודי הנדסה כימית לתואר שני, כוללים את הרחבת ידיעותיו של הסטודנט בתחום הכימיה, זאת באמצעות עדכונו בחידושים ובטכנולוגיות החדישות ביותר ומיקודו והתעמקותו בתחום ספציפי יותר, אותו הוא מעוניין לחקור במסגרת הלימודים.

יחד עם זאת, לא כל בוגר תואר ראשון יכול להתקבל בקלות ללימודים, ולפיכך ישנו תנאי חיוני הנדרש מן המועמד על מנת להתקבל ללימודי תואר שני בהנדסה כימית, והינו ממוצע סיום תואר ראשון בציון 80 ומעלה. יחד עם זאת, חלק מן המוסדות האקדמיים המציעים לימודי תואר שני, דורשים לעיתים גם המלצות על הסטודנט מהמוסד האקדמי בו למד את התואר הראשון.

עם הקבלה ללימודי תואר שני בהנדסה כימית, הסטודנט בוחר האם להירשם למסלול מחקרי, במסגרתו יצטרך גם להגיש תזה או לחילופין בחירת מסלול ללא תזה. יתרה מזאת, בשני המסלולים, ישנה חובת הגשה של פרויקט גמר בתום הלימודים, הנמשכים בדרך כלל שנתיים ונפרסים על מספר ימים בשבוע ומותאמים גם לאנשים שעובדים. כך בסיום הלימודים, זוכה הבוגר לקבל תעודה של מאסטר בהנדסה כימית, זאת בהנחה ובחר מסלול עם תזה ואילו במידה ולא בחר, אזי יקבל תעודה של מוסמך להנדסה כימית.

כך למעשה זוכה הבוגר לאפשרויות תעסוקה נרחבות ומגוונות יותר בתחום ההנדסה הכימית ולהשתלב במשרות מחקר ופיתוח במפעלים וארגונים שונים, עליהם נמנים התעשייה האווירית, אינטל, סטארט אפים שונים ועוד. במידה והבוגר ירצה להשתלב באקדמיה בעתיד, הוא יוכל להמשיך ללימודי תואר שלישי בהנדסה כימית. כך למעשה יפתחו בפניו אפשרויות תעסוקה שונות מהמוכרות לו השייכות לתחום הניהול וההוראה, כגון העברת הרצאות ותרגולים בקורסים שונים בפקולטה ללימודי הנדסה כימית, קביעת תוכנית לימודים, ניהול הפקולטה ועוד.