선경그룹에 속하며, 1966년 6월 선경합섬주식회사로 출발하였다. 그 뒤 아세테이트실과 폴리에스테르실의 생산을 개시하였고, 1969년 7월에는 일본 데이진주식회사[帝人株式會社]와 합작투자로 선경합섬주식회사를 설립하였다. 1974년에 폴리에스테르면공장을 완공하는 한편, 1976년에는 선경화섬주식회사를 흡수, 합병하고 기업을 공개함으로써, 본격적인 발전의 기틀을 마련하였다.
이러한 바탕 위에서 신제품개발을 위한 기술창조에 꾸준히 노력하여 난연성(難燃性) 폴리에스테르섬유와 제전성(制電性) 폴리에스테르섬유, 이염성(易染性) 폴리에스테르섬유 등을 개발, 특허출원하였으며, 1985년에는 울산공장에 폴리에스테르면 연중직방설비공사를 준공하고 주식회사 선경의 수원직물공장을 인수하는 한편, 1986년에는 탄소섬유공장을 준공하는 등 시설규모확장에 힘써 왔다.
현재 국내의 대구사무소 이외에 동경·뉴욕·프랑크푸르트에 해외사무소를 개설하고 있다. 1987년 5월 DMT/PTA 병산공장을 기공하였으며, 9월 합작회사 선경UCB㈜를 설립하였다. 1988년 5월 선경인더스트리로 상호를 변경하였으며, 1989년 10월 DMT/PTA 공장을 준공하였다.
1991년 4월 국내 최초로 중공사형 한외여과막을 개발하였으며, 8월 세계 최초로 제3세대 백금착제 항암제를 개발하였다. 1993년 11월 수원공장 SDY 설비를 증설하였으며, 1994년 8월 AIDS치료물질 국내특허를 출원하였다. 1995년 1월 국내 최초로 통신 접속관용 난연 엔지니어링 플라스틱 개발하였으며, 1996년 1월 ㈜선경제약, 세계 최초의 패취형 관절염 치료제 개발하여 시판하였다.
1996년 6월 한국이동통신, 국내 민간기업 최초로 뉴욕증권거래소에 주식을 상장하였으며, 8월 선경제약, 고혈압피료 신물질(SKP-450)의 특허 전용 실시권을 도입하였고 12월 수영정보단지개발㈜을 설립하였다. 1997년 누적적자를 벗어나기 위해 과감한 구조조정으로 성공적인 기업변신에 성공하였다.
주요 사업은 폴리에스테르섬유 그 관련제품, 아세테이트섬유와 그 관련제품, 직편물과 그 관련제품, 폴리에스테르섬유, 아세테이트섬유의 원료와 그 관련 화학제품 등이다. 주요 제품과 구성비율은 Gas 80%, Green Chemicals 13%, Life Science 7% 등이다.
관계회사로는 SK제약㈜·SK㈜·㈜워커힐·SK텔레콤 등이 있다.2018년 SK케미칼에서 백신전문기업으로 SK바이오사이언스가 분사하였다.
2015년 현재 총자산은 2조 5541억 원, 자본금은 1356억 원, 연간 매출액은 1조 398억 원이다. 본사는 경기도 성남시 분당구 삼평동에 있다.