La síntesi química permet la introducció d'aminoàcids no naturals en cadenes polipeptídiques, com ara la fixació de sondes fluorescents a les cadenes laterales d'aminoàcids. Aquests mètodes són útils en bioquímica de laboratori i biologia cel·lular, tot i que generalment no per a aplicacions comercials. La síntesi química és ineficient per a polipeptids més llargs que uns 300 aminoàcids, i les proteïnes sintetitzades poden no assumir fàcilment la seva estructura terciària nativa. Els mètodes de síntesi química procedeixen de la reacció C-terminal a la N-terminal, el contrari de la reacció biològica.
300