La synthèse moléculaire est la science qui consiste à transformer des molécules de départ pour en créer de nouvelles plus élaborées. Physiquement, elle requiert de former de nouvelles liaisons entre des atomes grâce à un processus d'activation moléculaire qui peut être thermique, photochimique, mécanique ou reposer sur une catalyse. Après plus d'un siècle de développements industriels et de constante innovation, la nécessité d'une transition énergétique et d'une durabilité des ressources réoriente les recherches dans le domaine de la synthèse moléculaire, notamment des processus d'activation, afin de produire des molécules aux propriétés optimisées pour une population mondiale en augmentation.