Կարճ սպիտակուցները կարող են սինթեզվել քիմիական եղանակով՝ օրգանական սինթեզի մեթոդների, օրինակ՝ լիգազի կիրառությամբ[42]: Պեպտիդի քիմիական սինթեզը հիմնականում տեղի է ունենում C-ից դեպի N- ծայրը, ի հակառակ՝ ռիբոսոմներում ընթացող սինթեզի։ Քիմիական անալիզի մեթոդով ստանում են կարճ իմունոգեն պեպտիդներ՝ էպիտոպներ, որոնք հետագայում ներարկում են կենդանիներին՝ յուրահատուկ հակամարմինների և հիբրիդոմների ստացման նպատակով։ Բացի այդ, այս մեթոդն օգտագործվում է նաև որոշ ֆերմենտների ինհիբիտորների ստացման համար[43]: Քիմիական սինթեզը թույլ է տալիս սպիտակուցի կազմի մեջ ներառել մյուս սպիտակուցներում չհանդիպող ամինաթթվային մնացորդներ, որոնց կողմնային շղթաներին, օրինակ, միացած են ֆլյոուրեսցենտ (լուսարձակող) նշագրեր։ Սպիտակուցների քիմիական սինթեզի մեթոդներն ունեն որոշ սահմանափակումներ. 300-ից ավելի ամինաթթվային մնացորդ պարունակող պեպտիդների սինթեզը ոչ արդյունավետ է, սինթեզված պեպտիդները կարող են ունենալ ոչ ճիշտ երրորդային կառուցվածք, բացակայեն բնութագրական հետտրանսլյացոն ձևափոխությունները։