אתגרים מרכזיים-כגון שחרור פחמן, הפחתת זיהום וקידום הכלכלה המעגלית-מעצבים מחדש את שוק הכימיקלים, ומניעים את הביקוש לכימיקלים מבוססי-ביו- ו"ירוקים" לטיפול במים יותר- יעילים יותר ויותר. שירותים ומגזרי תעשייה מקדישים תשומת לב גוברת לטביעת הרגל הפחמנית של המוצרים הנרכשים שלהם, בעוד שהיתרי פליטה מחמירים יותר ויותר-במיוחד בנוגע להפרשות זרחן-מזינים את הביקוש לחומרים כימיים לא שגרתיים. "כימיה ירוקה" הוא מונח גג המקיף קשת רחבה של כימיקלים מבוססי-ביו, כמו גם טכנולוגיות ותהליכי ייצור מתחדשים, מעגליים או בני קיימא.
יישומים הכוללים מי קירור, שפכים וטיפול בבוצה מייצגים את האזורים בעלי הפוטנציאל הגדול ביותר לכימיה ירוקה; בתוך השווקים הללו, הפלחים ה"ירוקים" צפויים לחוות צמיחה דו ספרתית- במהלך העשור הבא. הכימיקלים המשמשים בדרך כלל ביישומים אלה-במיוחד חומרי קרישה, פלקולנטים, מעכבי אבנית ומעכבי קורוזיה-הם מבחינה טכנית הנגישים ביותר לשיטות ייצור מבוססות-ביולוגיות ומתחדשות, ומדגימים כיום את המעבר הבולט ביותר לעבר חלופות ירוקות.
חומרי הזנה המבוססים-ביולוגיים מוכנים לעקור חלק ניכר מהתשומות המסורתיות, במיוחד דלקים מאובנים. עבור כימיקלים אנאורגניים ומינרלים-מבוססים, שינוי מהותי יכלול מעבר לשימוש בחומרי גלם ממוחזרים ומתחדשים במקום חומרי גלם בתוליים. מוצרים ותהליכים חדשים נכנסים לשוק באמצעות מאמצי מו"פ של יצרנים גדולים, כמו גם באמצעות שיתופי פעולה בין תאגידים מבוססים ומפעלים מתפתחים.
