Kemiallisia reaktioita esiintyy kaikkialla, eri tavoin. Yksi muodostavimmista tyypeistä on synteesireaktio, joka kokoaa yhteen kaksi tai useampia alkuaineita eri yhdisteen luomiseksi. Yksinkertaisia aineita kutsutaan reagensseiksi ja uutta, monimutkaisempaa yhdistettä tuotteeksi. Vesi on ehkä helpoin esimerkki synteesireaktion ymmärtämisestä: H2O on kahden vety- ja yhden happiatomin tuote. Oikein merkitty vesiyhtälö on H2 + O -> H2O.
Synteesireaktion ero on se, että se on yksi helpoimmista visualisoida yksinkertaisimmalla tasapainoyhtälöllä. Samaa voidaan sanoa hajoamisreaktiosta, joka toimii päinvastaisesti osoittaakseen, mitä tapahtuu monimutkaisille yhdisteille, kun ne hajoavat yksinkertaisempiin alkuaineisiin. Edellä olevan esimerkin mukaisesti kaksi vesimolekyyliä haihtuu yhden happiatomin ja yhden vetyatomin tuotteiksi tai 2H2O -> 2H2 + O2.
Lämmitys tai jäähdytys on osa monia synteesireaktioita, kuten monien hajoamisreaktioiden tapauksessa. Tuotteiden lämmittämisen tai jäähdyttämisen lisääminen synteesireaktiossa esitetään yhtälönä kolmionmuotoisella Delta -symbolilla saannon yläpuolella tai nuolen merkkinä. Kun sekä synteesi- että hajoamisreaktio voidaan havainnollistaa yhdellä yhtälöllä, joka toimii molempiin suuntiin, se näytetään usein kaksisuuntaisella saanto-nuolella, kuten “.”
Kemian insinöörit, kemistit, biologit ja ympäristötieteilijät ovat vain osa ammattilaisia, joiden on perehdyttävä synteesireaktion eri yhdisteisiin. Tämäntyyppiset avioliitot tapahtuvat kaikilla luonnollisen maailman aloilla. Kun metallit ja happi muodostavat yhdessä erilaisia metallioksideja, tai kun natrium ja koliini yhdistyvät muodostaen natriumkloridia – ruokasuolaa. Yhtälö: 2Na + Cl2 -> 2NaCl.
Kaikki yhdisteyhtälöt, jotka osoittavat kahta tai useampaa reagenssia, jotka tuottavat yhdistetuotteen, eivät ole synteesireaktio. Siirtymisreaktio tapahtuu asennuksen yhteydessä, kun alkuaine muuttaa yhdistettä muodostaen kokonaan uuden yhdisteen. Avain etsii, ovatko kaikki yhtälön ensimmäisellä puoliskolla olevat reagoivat aineet todella yksinkertaisia aineita eikä niitä pidetä jo yhdisteinä – kuten vesi. Vielä monimutkaisempi yhdistejärjestely on vaihtoreaktio, jonka aikana kaksi tai useampi yhdiste vaihtaa elementtejä kahden tai useamman täysin erilaisen yhdisteen muodostamiseksi.