I metodi per la sintesi chimica dei peptidi includono la sintesi peptidica in fase-soluzione e la sintesi peptidica in fase-solida. La sintesi peptidica in fase-di soluzione prevede l'accoppiamento di amminoacidi in soluzione; tipicamente procede in una direzione da C-terminale a N-terminale ed è adatto per la sintesi di peptidi corti (ad esempio, quelli contenenti meno di 10 amminoacidi). Le strategie di protezione comunemente impiegate includono i metodi BOC (tert-butilossicarbonile) e Z (benzilossicarbonile). Questo approccio offre vantaggi quali costi inferiori e facilità di scalabilità-up, anche se richiede la purificazione dei prodotti intermedi. I reagenti di accoppiamento primari utilizzati sono del tipo carbodiimmide (es. DCC); tuttavia, questi possono indurre reazioni collaterali di racemizzazione, che possono essere soppresse mediante l'aggiunta di additivi come HOBt.
Il principio fondamentale della sintesi peptidica in fase solida- prevede l'immobilizzazione dell'amminoacido C-terminale della catena peptidica su un supporto solido (come una resina). La catena peptidica viene quindi progressivamente allungata attraverso una serie di passaggi ripetitivi che coinvolgono deprotezione, attivazione e accoppiamento; la direzione della sintesi procede generalmente dal terminale C- al terminale N-. Le principali strategie di protezione impiegate sono i metodi BOC (tert-butilossicarbonile) e Fmoc (9-fluorenilmetilossicarbonile), con il metodo Fmoc che è emerso come l'approccio dominante grazie alle sue condizioni di reazione blande. I reagenti di accoppiamento comunemente usati includono sia reagenti di tipo carbodiimmide- (ad esempio DCC) che sali di onio (ad esempio HBTU). Dopo la sintesi, il peptide deve essere scisso-tipicamente utilizzando reagenti come TFA o HF per eluirlo dal supporto in resina.
La selezione di un metodo di sintesi peptidica dipende dalla lunghezza della catena peptidica e dalle caratteristiche specifiche della sua sequenza: la sintesi in fase solida- offre un'elevata efficienza ed è facilmente suscettibile di automazione, rendendola ben-adatta per la sintesi di peptidi di media-lunghezza (ad esempio, circa 30 amminoacidi); al contrario, la sintesi in soluzione-fase è più adatta per la produzione di peptidi corti. Per i peptidi "difficili"-come sequenze soggette ad aggregazione o quelli contenenti aminoacidi specializzati-strategie alternative, come il metodo della pseudoprolina o i metodi di protezione di tipo *orto*-idrossibenzile-, possono essere impiegate.