济宁化工区依托当地煤炭、水资源优势，确定产业主导方向为煤化工、精细化工、化工新材料和生物医药。
“入轨就与国际接轨，起步就与世界同步”。化工区在2009年5月成立之时，就积极借鉴国内外化工园区积累了数十年的丰富建园经验，确定了高端发展的定位。化工区围绕“规模集聚、低碳创新、循环经济、可持续发展”的总体思路，积极学习国内外先进化工区开发建设经验，结合自身特点，在化工区内实践“五个一体化”的开发理念和模式，大力推进化工生产方式的转变。
这“五个一体化”具体内容包括：产品项目一体化，通过不断的探索和实践，形成环环相扣的产业链，产品之间的关联度力争达到80%以上，实现资源的最佳配置和利用；公用辅助一体化，建设供水、供电、供热、供气为一体的公用工程岛，为化工区赢得安全可靠的集中配套优势，大大降低了主体项目建设和运行成本；物流传输一体化，组成由铁路、高速公路、内河航运、管廊等在内的便捷、高效、安全的传输网络，带动化工生产性服务业的发展；环境保护一体化，建立了项目从引进到建设、生产的全过程监控流程，推进企业清洁生产审核，促进化工区的绿色发展；管理服务一体化，建立以化工区管委会牵头，包括公安、消防、医疗急救、质监等专业管理部门和物业、金融机构等服务部门在内的“一站式”服务平台。“五个一体化”开发理念，使济宁化工区做到了专业集成、投资集中、资源集约、效益集聚，实现了化工区高起点建设、超常规发展。
通过“五个一体化”的具体实践，济宁化工区具备了区域规划合理、产业关联度强、资源集约化程度高、生产技术先进、环境保护措施完善的综合优势，化工区抓住这些优势，着眼于可持续发展，运用“减量化、可循环、再利用”的“3R”原则，从企业、园区和周边区域三个层面构建循环经济体系。特别值得一提的是，化工区独特的“三圈”循环经济体系。
——严格项目审批，构建企业内部循环圈。化工区以循环经济的理念抬高项目入区“门槛”，通过把好项目审批和设计审查两道“关”，引导、鼓励企业采用先进工艺和清洁生产技术，推进资源的减量化和综合利用，从源头减少污染废弃物的产生和排放。
——循环利用资源，构建园区整体循环圈。化工区合理调整区内产业规划，对入区企业提出土地资源、水资源。能源利用及污染物排放综合控制要求，优化企业与企业间物质流通、能量利用和公用工程的有机联系，使园区内的各项资源得到优化配置，副产品和废弃物得到有效利用。
——注重环境友好，构建周边区域循环圈。化工区着力于区域联动发展，借助外部力量，将生产辅助、物流仓储、生活配套等非核心的共生产业布局子化工区周边；与济宁现有大型化工企业建立物料直供渠道；与鲁南煤化工研究院、鲁南工程技术研究院、山东煤化工工程技术中心、中国石油大学、青岛科技大学等共建产学研基地，从而构建起更大区域的循环经济圈，努力实现经济、社会、生态的和谐统一。
“三圈”循环经济体系的建设，为济宁化工区的各项能耗指标在低水平运行打下了良好基础。
