En química, la síntesis química es la ejecución artificial de reacciones químicas útiles para obtener uno o varios productos. Esto ocurre por manipulaciones físicas y químicas que generalmente involucran una o más reacciones. En los usos de laboratorio modernos, el proceso es reproducible y confiable.
Una síntesis química involucra uno o más compuestos (conocidos como reactivos o reactivos) que sufrirán una transformación cuando se sometan a ciertas condiciones. Se pueden aplicar varios tipos de reacción para formular un producto deseado. Esto requiere mezclar los compuestos en un recipiente de reacción, como un reactor químico o un simple matraz de fondo redondo. Muchas reacciones requieren algún tipo de tratamiento o procedimiento de purificación para aislar el producto final.
La cantidad de producto producido en una síntesis química se conoce como rendimiento de la reacción. Normalmente, los rendimientos químicos se expresan como una masa en gramos (en un entorno de laboratorio) o como un porcentaje de la cantidad teórica total de producto que podría producirse en base al reactivo limitante. Una reacción secundaria es una reacción química no deseada que tiene lugar y reduce el rendimiento del producto deseado. La palabra síntesis fue utilizada por primera vez por el químico Hermann Kolbe.