Los compuestos farmacéuticos se sintetizan mediante procesos químicos muy complicados o se extraen de productos naturales. Estos son procesos de ingeniería química. La extracción de ingredientes activos de mezclas complejas de productos secundarios (muchos de ellos dañinos o que actúan en oposición a la sustancia principal) es un desafío clave de la ingeniería química.
Una parte muy importante de la ingeniería química es la purificación y la mezcla. Es importante que los productos sean altamente consistentes, tanto para la eficacia como para la seguridad.
A diferencia de la industria petrolera o química pesada, los procesos predominantes son por lotes, debido a las cantidades relativamente pequeñas que se procesan y su alto valor. La falla de un solo lote por cualquier razón podría ser muy costosa. Por lo tanto, los sistemas de control son vitales.
Generalmente no hacen demasiada destilación, pero realizan muchos procesos de sólidos: cristalización, control de tamaño, mezcla de sólidos, granulación. Sin embargo, los procesos de sólidos no se enseñan en gran medida en muchos cursos de ingeniería química. La fabricación de tabletas o cápsulas es, por supuesto, un proceso muy común que será nuevo para la mayoría de los graduados en ingeniería química.
Es importante darse cuenta de que los fármacos por definición tienen un efecto sobre el cuerpo humano en pequeñas cantidades; por ejemplo, pueden estar diseñados para aumentar o disminuir la frecuencia cardíaca. Por lo tanto, generalmente son altamente tóxicos: la exposición a una pequeña cantidad puede ser muchas veces la dosis prescrita y puede ser letal o tener efectos adversos en la salud a largo plazo. Por lo tanto, la seguridad es primordial. Los procesos deben estar altamente contenidos y controlados. Este es un desafío para el mantenimiento y requiere métodos técnicos y de gestión especiales.