سنتز شیمیایی به فرآیند تولید ترکیبات شیمیایی جدید از مواد اولیه ساده‌تر اشاره دارد. این فرآیند معمولاً شامل واکنش‌های شیمیایی است که در آن مولکول‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند یا از یکدیگر جدا می‌شوند تا ترکیبات جدیدی ایجاد کنند. سنتز شیمیایی در صنایع مختلف، از جمله داروسازی و تولید مواد شیمیایی، کاربرد دارد. این روش می‌تواند به دو صورت طبیعی یا مصنوعی انجام شود. در سنتز طبیعی، ترکیبات از منابع طبیعی استخراج می‌شوند، در حالی که در سنتز مصنوعی، شیمیدان‌ها با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی ترکیبات جدید را تولید می‌کنند. شیمیدان‌ها با استفاده از اصول شیمی و فیزیک به طراحی و بهینه‌سازی این فرآیندها می‌پردازند.