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化工过程计算可分为设计型计算和操作型计算两类，其在不同计算中的处理方法各有特点，但是不管何种计算都是以质量守恒、能量守恒、平衡关系和速率关系为基础的。
在研究各类单元操作时，为了搞清过程始末和过程之中各段物料的数量、组成之间的关系以及过程中各股物料带进、带出的能量及其与环境交换的能量，必须进行物料衡算和能量衡算。物料衡算及能量衡算也是本课程解决问题时的常用手段之一。
根据质量守恒定律，在任何一个化工生产过程中，向该过程输入的物料质量之和等于从该过程输出的物料质量与积累在该过程中的物料质量之和，即
∑ w I ＝∑ w O ＋ w A （0-2）
输入物料质量总和（kg）＝输出物料质量总和（kg）＋积累在该过程中的物料质量（kg）
此式此式适用于任何指定的空间范围，可对总物料或其中某一组成列出物料衡算式来进行求解。
衡算方法：
上式中每项对时间求导数，则
令 w I ＝d w I /d θ ， w O ＝d w O /d θ ，则
输入物料质量流量总和（kg/s）＝输出物料质量流量总和（kg/s）＋质量积累速率（kg/s）
若为连续稳定过程，则
上式所描述的过程属于定态过程，一般连续不断的流水作业（连续操作）为定态过程，其特点是在设备的各个不同位置上，物料的流速、浓度、温度、压强等参数可各自不相同，但在同一位置上这些参数都不随时间而改变。若过程中有物料累积，则属于非定态过程，一般间歇操作（分批操作）属于非定态过程，在设备的同一位置上诸参数随时间而改变。
式（0-2）中各股物料数量可用质量或物质的量衡量。对于液体及处于恒温、恒压下的理想气体，还可用体积来衡量。常用质量分数表示溶液或固体混合物的组成，对理想混合气体还可以用体积分数（或摩尔分数）表示组成。
机械能、热量、电能、磁能、化学能、原子能等统称为能量，各种能量间可以相互转换。化工计算中遇到的往往不是能量间的转换问题，而是总能量衡算，有时甚至可以简化为热能或热量衡算。本教材以热量衡算作为讨论能量衡算的重点。
能量衡算的依据是能量守恒定律，对热量衡算可以写成
∑ Q I ＝∑ Q O ＋ Q L （0-6）
式中：∑ Q I 为随物料进入系统的总热量，kJ或kW；∑ Q O 为随物料离开系统的总热量，kJ或kW； Q L 为向系统周围散失的热量，kJ或kW。
式（0-6）也可以写成
∑（ wH ） I ＝∑（ wH ） O ＋ Q L （0-7）
式中： w 为物料的质量，kg或kg/s； H 为物料的焓，kJ/kg。
式（0-6）和式（0-7）既适用于间歇过程（此时 Q 的单位为kJ， w 的单位为kg），也适用于连续过程（此时 Q 的单位为kW、 w 的单位为kg/s）。
与物料衡算一样，热量衡算也要规定出衡算基准和范围。此外，由于焓是相对值，与从哪一个温度算起有关，所以进行热量衡算时还要指明基准温度（简称基温）。习惯上选0℃为基温，并规定0℃时的焓为零，这一点在计算中可以不指明。有时为了方便，要以其他温度作基准，这时应加以说明。