A kémia területén a kémiai szintézis hasznos kémiai reakciók mesterséges végrehajtása egy vagy több termék előállításához. Ez fizikai és kémiai manipulációkkal történik, amelyek általában egy vagy több reakciót tartalmaznak. A modern laboratóriumi alkalmazásokban az eljárás reprodukálható és megbízható.
A kémiai szintézis egy vagy több olyan vegyületet tartalmaz (reagensként vagy reagensként ismert), amely bizonyos körülmények között átalakul. Különböző reakciótípusok alkalmazhatók a kívánt termék előállítására. Ehhez meg kell keverni a vegyületeket egy reakcióedényben, például kémiai reaktorban vagy egy egyszerű gömblombikban. Sok reakció megköveteli valamilyen feldolgozási vagy tisztítási eljárást a végtermék elkülönítéséhez.
A kémiai szintézis során előállított termék mennyisége a reakció hozama. A kémiai hozamokat általában grammban kifejezett tömegként (laboratóriumi körülmények között) vagy a korlátozó reagens alapján előállítható teljes elméleti termékmennyiség százalékában fejezik ki. A mellékreakció egy nem kívánt kémiai reakció, amely csökkenti a kívánt termék hozamát. A szintézis szót először Hermann Kolbe vegyész használta.