Kimyada kimyasal sentez, bir ürün veya birkaç ürün elde etmek için kimyasal reaksiyonların kullanılması anlamına gelir. Bu, fiziksel ve kimyasal manipülasyonlarla gerçekleşir. Genellikle, birbiri ardına birkaç farklı kimyasal reaksiyon kullanılır. Modern laboratuvar kullanımında, bir kimyasal sentez tekrarlanabilir (deney ikinci kez yapılırsa, ilkiyle aynı sonuçları verecektir), güvenilir (koşullardaki küçük değişikliklerle bozulmaz) ve birden fazla laboratuvarda çalışmak üzere kurulmuştur.
Kimyagerler, birleştirecekleri bileşikleri seçerek kimyasal bir sentez tasarlamaya başlarlar. Bu başlangıç kimyasalları reaktifler veya reaktanlar olarak bilinir. Kimyagerler, ürünü veya bir ara ürünü sentezlemek için bu reaktiflere çeşitli şeyler yaparlar. Bunun için bileşiklerin bir reaksiyon kabında karıştırılması gerekir. Bu kap bir kimyasal reaktör ya da basit bir şişe olabilir. Birçok reaksiyon, nihai ürün izole edilmeden önce bir çeşit çalışma prosedürü gerektirir.
Bir kimyasal sentezdeki ürün miktarı reaksiyon verimidir. Tipik olarak, kimyasal verimler gram cinsinden ağırlık olarak veya üretilebilecek toplam teorik ürün miktarının yüzdesi olarak ifade edilir. Yan reaksiyon, istenen ürünün verimini azaltan istenmeyen bir kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesidir.
Sentez kelimesini bugünkü anlamıyla ilk kullanan kimyager Adolph Wilhelm Hermann Kolbe olmuştur.