针对组合化学的要求开发出了一些具有特殊性质的化学反应。这些化学反应通常都有如下的特征：反应产率高，副反应少；溶剂体系简单，多为水相或醇相反应；能够跨液相和固相发生反应；能够进行一釜反应，即若干种反应物同时在一个反应器中进行反应，并获得理想的产物。Ugi反应、Mitsunobu偶联反应、Suzuki反应、环加成反应等都是在组合化学中常见的反应。
应用.组合化学技术的特色在于可以用很有限的步骤在短时间内合成大量不同的化合物，这使得组合化学在对分子多样性有较高要求的研究领域获得了非常