以碳等非金屬元素原子更換各種礦石中的，以化合態存在的金屬元素原子，是目前冶金工業生產中通常采用的方法，以製取鋼鐵和銅鋁等黑色金屬和有色金屬材料。可以看出，化學在冶金工業生產中的作用是至關重要的。可以說，沒有化學就沒有冶金工業。這是絕非誇張的結論。
美國化學家西博格所說，“地球的礦物隻有當發現了精煉、加工、改造或將它們轉變成有用的形式以後，它才成為自然資源的這一點或許是重要的。而這一工業流程的關鍵通常是一係列化學反應”。確是如此。
化學還可以對物質分子進行聚合加工，變小分子為大分子，低分子為高分子，使物質性能發生質的飛躍，創製出自然界前所未有過的新型產品。以生產高分子合成材料為例，化學在從煤或石油中得到乙炔或乙烯等有機低分子化合物後，可以在一定的溫度、壓力和催化劑的條件下，將其聚合成分子量巨大的高分子，進而可以創造出尼龍、塑料、合成橡膠等許多自然界未曾出現過的嶄新的聚合物族類。它們不僅可以作為棉、麻、絲等天然纖維，以至天然橡膠、木材、紙張、皮革、玻璃和金屬材料的代用品或替換物，而且還可以具有許多天然材料所不及的優異性能，諸如高強度、輕重量、耐腐蝕、耐磨損和耐高溫等性能，可以廣泛應用於社會生產和社會生活等各個方麵，而使人類進入到“高分子時代”。
化學能夠聚合低分子為高分子，被認為是改變20世紀麵貌的一項重大的科學發明。對人類社會賴以生存和發展的材料生產帶來了變革性的影響。據專家預計，到2000年時化學高分子合成材料的比重將可達到整個材料應用的78%。可以預見，化學通過聚合分子的途徑，還可以不斷創製出數量更多，性能更加優異的前所未有過的新型材料，為社會生產的發展做出更加卓越的貢獻。
四、滿足生產多方需要
化學還可以通過化學加工提高物質的化學活性，變無用物質為有用物質，製取工農業生產所需的多種產品。以固定空氣中的遊離氮的化學加工為例，由於空氣中遊離氮的化學活性不強，並不能為大多數植物所利用，合成出體內所需的蛋白質等生命物質。但是，在經過高溫、高壓和催化劑等條件進行化學處理後，就可以使其化學活性大為增強，並能同氫、氧、碳等元素原子結合成活性較強的化合態氮，例如硝銨、碳銨和尿素等化學肥料，從而就可以為植物所直接吸收、利用，提高農作物產量。據統計，化學肥料的增產作用約占整個增產措施作用的40—60%，從而為人類解決麵臨的糧食短缺問題提供了重要途徑。
依靠化學加工增強物質的化學活性，不僅是生產化學肥料的途徑，而且也是生產炸藥、染料和醫藥等多種產品的方法，從而可以為生產的發展提供大量所需物質，為人類做出巨大貢獻。
化學具有的生產職能的特點，總起來看是能夠對物質分子進行加工改造，實現物質分子轉變，從而可以獲取各種所需的物質性能，滿足當前以至未來社會發展的需要。例如未來社會將要探索的新的糧食生產方法，就可以依靠實現分子的轉變，合成出具有能夠提高植物光合效率、促進植物迅速生長的“化學生長調節劑”；或者把那些至今尚未被有效利用的植物葉子中的蛋白質和雞毛中的蛋白質，以至幹酪乳清那樣的“廢物”，開發成新的重要的食品來源；或者直接合成出人類所需的種種營養物等等。這樣就有可能使人類逐漸擺脫迄今為止過分依賴自然界提供食品的被動狀態，謀求得以實現不依賴於氣候等條件而提供食品來源的遠大目標。
當前，化學的作用已經相當深入地滲透到生產過程中包括勞動力和生產資料的兩個生產力要素之中，而且還不斷擴大了生產對象的要素，使得一些過去無法利用的資源被利用了，源源不斷地提供了新的能源和材料，從而極大程度地提高了社會生產力，促進了社會的發展。