공정설계 및 분석 분야는 화학공학의 기본원리를 바탕으로 화학공정을 해석한 뒤 이를 기반으로 최적화된 설계를 도출하는 기술을 연구한다. 주요 연구 주제로는 공정시뮬레이션, 공정제어, 공정최적화, 스케일업, 모듈화 설계, 분리공정, 전산유체역학, 경제성 분석 등이 있다.