A química altamente reativa descreve reações químicas que são difíceis de manusear e desenvolver devido à natureza potencialmente perigosa e/ou energética dos reagentes, intermediários e produtos presentes durante a síntese. Esses produtos químicos geralmente envolvem reações altamente exotérmicas que requerem equipamentos especializados ou condições operacionais extremas (como baixa temperatura) para garantir o controle adequado. Garantir condições operacionais seguras e obter o máximo de informações de cada experimento são fatores-chave para projetar e ampliar com sucesso produtos químicos altamente reativos.
Um desafio é que a amostragem do conteúdo do reator durante a reação é muitas vezes impraticável ou impossível sob as condições operacionais desejadas. Além disso, como os materiais altamente reativos são frequentemente instáveis, a precisão de qualquer análise off-line possível é muitas vezes limitada.