Hóa học phản ứng cao mô tả các phản ứng hóa học khó xử lý và phát triển do tính chất nguy hiểm và / hoặc năng lượng tiềm ẩn của các chất phản ứng, chất trung gian và các sản phẩm có mặt trong quá trình tổng hợp. Các hóa chất này thường liên quan đến các phản ứng tỏa nhiệt cao đòi hỏi thiết bị chuyên dụng hoặc điều kiện hoạt động khắc nghiệt (chẳng hạn như nhiệt độ thấp) để đảm bảo kiểm soát đầy đủ. Đảm bảo các điều kiện hoạt động an toàn và thu được lượng thông tin tối đa từ mỗi thí nghiệm là những yếu tố quan trọng trong việc thiết kế thành công và mở rộng quy mô hóa chất phản ứng cao.
Một thách thức là việc lấy mẫu các thành phần của lò phản ứng trong quá trình phản ứng thường không thực tế hoặc không thể thực hiện được trong các điều kiện hoạt động mong muốn. Ngoài ra, vì các vật liệu có khả năng phản ứng cao thường không ổn định, độ chính xác của bất kỳ phân tích ngoại tuyến nào có thể có thường bị hạn chế.

