Dalam teknik kimia dan bidang-bidang terkait, unit operasi adalah suatu tahapan dasar dalam suatu proses. Unit operasi tidak hanya mengubah suatu zat seperti reaksi di dalam reaktor kimia namun juga terjadi perubahan fisik maupun fasa seperti pemisahan, kristalisasi, penguapan, filtrasi dan beberapa contoh lainnya. Sebagai contoh dalam pemrosesan susu, homogenisasi, pasteurisasi, pendinginan, dan pengemasan, masing-masing merupakan suatu unit operasi yang berhubungan untuk menghasilkan keseluruhan proses. Suatu proses dapat terdiri dari banyak unit operasi untuk mendapatkan produk yang diinginkan.
Pada awalnya, industri kimia dianggap sebagai proses industri yang berbeda dengan prinsip-prinsip yang berbeda pula. Pada tahun 1923, William H. Walker, Warren K. Lewis dan William H. McAdams menulis buku The Principles of Chemical Engineering menjelaskan bahwa berbagai industri kimia mengikuti hukum-hukum fisika yang sama. Mereka menyimpulkan proses-proses yang serupa ini ke dalam unit operasi. Setiap unit operasi mengikuti hukum fisika yang sama dan dapat digunakan pada semua industri kimia. Unit operasi menjadi prinsip dasar dalam bidang teknik kimia.
Unit operasi dalam teknik kimia secara garis besar dapat dibagi dalam lima kelas:
- Proses aliran fluida, termasuk perpindahan fluida, filtrasi, fluidisasi padatan, dll.
- Proses perpindahan panas, termasuk evaporasi, kondensasi, dll.
- Proses perpindahan massa, termasuk absorpsi gas, distilasi, ekstraksi, adsorpsi, pengeringan, dll.
- Proses termodinamis, termasuk pencairan gas, refrigerasi, dll.
- Proses mekanis, termasuk transportasi padatan, pencadaran (screening) dan pengayakan (sieving), dll.
Unit-unit operasi juga dapat dikelompokkan menjadi:
- Kombinasi (misalnya pencampuran)
- Pemisahan (misalnya distilasi)
- Reaksi (misalnya reaksi kimia)
Unit operasi dan unit proses teknik kimia membentuk dasar utama untuk segala jenis industri kimia dan merupakan dasar perancangan pabrik kimia serta alat-alat yang digunakannya.