Chemische Rohstoffe können in eine von drei großen Kategorien eingeteilt werden, die von einer Vielzahl von Industrien weltweit verwendet werden. Am grundlegendsten unter den verfügbaren Rohstoffen sind Rohverbindungen, die in unreiner Form aus der Natur gewonnen werden, darunter Produkte kurzfristigen biologischen Ursprungs wie Holz aus der Forstwirtschaft, Lagerstätten und Erdöl. Als unmittelbares Nebenprodukt der Raffination einiger dieser Materialien entsteht eine weitere breite Palette chemischer Rohstoffe, die als Industriemineralien bekannt sind. Dazu gehören Verbindungen wie Ton, Quarz und Bauxiterz, bei denen die Chemikalien in dieser Veredelungsstufe normalerweise zu 85 bis 98 % rein sind. Die nächste weit verbreitete Gruppe chemischer Rohstoffe umfasst anorganische Verbindungen mit einer Reinheit von 98% bis 99.9%, zum Beispiel gereinigte Metalloxide wie Eisenoxid und synthetische Chemikalien wie Natriumhydroxid, NaOH, die als Katalysatoren und Reagenzien für die Industrie verwendet werden Prozesse.
Der am häufigsten verfügbare und geerntete chemische Rohstoff, der von der Natur regelmäßig nachgeliefert wird, ist Zellulose, dicht gefolgt von Lignin. Beide Verbindungen bilden zusammen den Großteil der Zellstruktur in Pflanzenzellwänden und den verholzten Teilen von Bäumen. Neben der Verwendung von Zellulose und Lignin zur Herstellung von Rohstoffen wie Bauholz oder zur Papierherstellung sind die Verbindungen auch für die Herstellung von Biokraftstoffen, als Bindemittel in Klebstoffen und für viele andere Produkte unverzichtbar. Zellulose und Lignin werden als chemischer Vorläufer für viele dieser kommerziellen Produkte zu Papier oder Zellstoff verarbeitet. Schätzungen zufolge wurden im Jahr 2000 weltweit jährlich über 334,000,000 Tonnen Zellstoff produziert. Der größte Teil davon wird mit 131,000,000 Tonnen von Bäumen erzeugt, aber andere Quellen sind Recyclingpapier und Ernteabfälle von verschiedenen Arten von Faserpflanzen.
Zu den am häufigsten verwendeten industriellen Rohstoffen gehören Quarz, der als Mineralien in Edelsteinqualität wie Jaspis und Onyx vorliegen kann, oder gewöhnlicher Sand, der zur Herstellung von Glas- und Silizium-Mikroprozessoren verwendet wird. Erdöl ist ein weiterer industrieller Rohstoff, der zu einer Vielzahl von gereinigten Kohlenwasserstoff-Brennstoffen und Hunderten verschiedener Kunststoffarten raffiniert wird. Zu den von der Industrie stark nachgefragten mineralischen Industrierohstoffen gehören solche, die Metalle wie Blei, Eisen und Kupfer enthalten. Andere sehr wichtige chemische Rohstoffe für die Industrie sind Kalkstein, der zur Herstellung von Zement und Beton verwendet wird, und Kaolin, ein Aluminiumsilikat-Mineral, aus dem alles von Glasfaser über Keramik bis hin zu Farben hergestellt wird.
Industriechemikalien sind die am höchsten veredelten chemischen Rohstoffe und bestehen fast vollständig aus dem Wirkstoff. Diese reichen von Ethylen, das zur Herstellung von Kunststoffen verwendet wird, bis hin zu Ammoniak, das als Düngemittel und Lösungsmittel verwendet wird. Schwefelsäure, Natriumcarbonat und chemische Elemente wie Chlor sind ebenfalls chemische Rohstoffe, die für viele Herstellungsverfahren benötigt werden. Andere chemische Elemente, die für die Industrie des 21. Jahrhunderts unentbehrlich sind, sind Stickstoff und Sauerstoff, die verwendet werden, um andere chemische Reaktionen zu steuern oder durch Oxidation zu beschleunigen.