W reakcji syntezy dwa lub więcej reagentów łączy się, tworząc produkt. Reagenty są prostsze niż produkt i mogą być pierwiastkami lub związkami. Produkt jest zawsze bardziej złożonym związkiem niż reagenty.
Reakcje syntezy można łatwo zidentyfikować, ponieważ liczba produktów zawsze będzie mniejsza niż liczba reagentów. Ogólny wzór dla reakcji syntezy to A + B --->. AB. Reakcja syntezy może być krokiem w większym łańcuchu reakcji. Przykłady reakcji syntezy obejmują wodór i gazowy tlen łączący się razem, aby utworzyć wodę i tlenek węgla oraz gazowy tlen łączący się razem w celu utworzenia dwutlenku węgla. Reagentami w reakcji syntezy mogą być metale lub niemetale.
Reakcje syntezy są jedną z czterech głównych kategorii reakcji chemicznych. Pozostałe kategorie reakcji to: rozkład, pojedyncza przemieszczenie i podwójne przemieszczenie. Reakcje rozkładu są bezpośrednim przeciwieństwem reakcji syntezy i obejmują rozkładanie złożonego reagentu na prostsze produkty. Reakcje pojedynczego przemieszczenia i podwójnego przemieszczenia obejmują elementy lub jony, które zmieniają miejsce z elementami lub jonami w innym reagencie. Wśród tych kategorii znajdują się bardziej specyficzne rodzaje reakcji, takie jak reakcje kwas-zasada, reakcja redoks, spalanie i hydroliza.