ניתן לחלק חומרי גלם כימיים בדרך כלל לשתי קטגוריות עיקריות: חומרי גלם כימיים אורגניים וחומרי גלם כימיים אנאורגניים.
חומרי גלם כימיים אורגניים ניתנים לחלוקה נוספת לאלקנים ונגזרותיהם, אלקנים ונגזרותיהם, אלקנים ונגזרותיהם, כינונים, אלדהידים, אלכוהולים, קטונים, פנולים, אתרים, אנהידידים, אסטרים, חומצות אורגניות, קרבוקסילטים, תרכובות הטרוציקליות, תרכובות הטרוציקליות, תרכובות הטרוציקליות, תרכובות וסוגים אחרים.
חומרי גלם כימיים אנאורגניים מורכבים בעיקר ממינרלים כימיים המכילים גופרית, נתרן, זרחן, אשלגן, סידן וכו' (ראה תעשיית מלח אנאורגני), וכן פחם, נפט, גז טבעי, אוויר ומים. בנוסף, תוצרי לוואי ופסולת רבים ממגזרי תעשייה שונים הם גם חומרי גלם עבור כימיקלים אנאורגניים. לדוגמה, ניתן להחזיר את האמוניה הכלול בגז תנורי קוק מתהליך הקוקס בתעשיית הברזל והפלדה באמצעות חומצה גופרתית לייצור אמוניום גופרתי; ניתן להשתמש בגופרית דו חמצנית בגז פסולת ההיתוך של כלקופיריט, גלנה וספלריט לייצור חומצה גופרתית וכו'.
