Els mètodes per a la síntesi química de pèptids inclouen la síntesi de pèptids en -solució i la síntesi de pèptids en fase- sòlida. La síntesi de pèptids en fase-solució implica l'acoblament d'aminoàcids en solució; normalment passa en una direcció C-terminal a N-terminal i és adequat per a la síntesi de pèptids curts (per exemple, aquells que contenen menys de 10 aminoàcids). Les estratègies de protecció que s'utilitzen habitualment inclouen els mètodes BOC (tert-butiloxicarbonil) i Z (benciloxicarbonil). Aquest enfocament ofereix avantatges com ara un cost més baix i la facilitat d'escalada-, tot i que requereix la purificació de productes intermedis. Els reactius d'acoblament primaris utilitzats són del tipus carbodiimida (per exemple, DCC); no obstant això, aquests poden induir reaccions secundaries de racemització, que es poden suprimir mitjançant l'addició d'additius com HOBt.
El principi fonamental de la síntesi de pèptids en fase sòlida- consisteix a immobilitzar l'aminoàcid C-terminal de la cadena peptídica sobre un suport sòlid (com una resina). Aleshores, la cadena peptídica s'allarga progressivament mitjançant una sèrie de passos repetitius que impliquen desprotecció, activació i acoblament; la direcció de la síntesi va generalment des de l'extrem C-terminal fins a l'extrem N-. Les principals estratègies de protecció emprades són els mètodes BOC (tert-butiloxicarbonil) i Fmoc (9-fluorenilmetiloxicarbonil), amb el mètode Fmoc que ha sorgit com l'enfocament dominant a causa de les seves condicions de reacció suaus. Els reactius d'acoblament que s'utilitzen habitualment inclouen tant reactius de tipus carbodiimida-(p. ex., DCC) com sals d'oni (p. ex., HBTU). Després de la síntesi, el pèptid s'ha d'escindir-normalment utilitzant reactius com ara TFA o HF, per eluir-lo del suport de resina.
La selecció d'un mètode de síntesi de pèptids depèn de la longitud de la cadena peptídica i de les característiques específiques de la seva seqüència: la síntesi en fase sòlida-ofereix una alta eficiència i es pot automatitzar fàcilment, la qual cosa la fa molt-adequada per a la síntesi de pèptids-de longitud mitjana (p. ex., aminoàcids aproximadament 30); per contra, la síntesi en fase-solució és més adequada per a la producció de pèptids curts. Per a pèptids "difícils"-com ara seqüències propenses a l'agregació o aquelles que contenen aminoàcids especialitzats-es poden utilitzar estratègies alternatives, com el mètode de pseudoprolina o mètodes de protecció de tipus *orto*{-hidroxibenzil-.