組合化學是一門將化學合成、組合理論、計算機輔助設計及機械手結合一體，並在短時間內將不同構建模塊用巧妙構思，根據組合原理，系統反復連接，從而產生大批的分子多樣性群體，形成化合物庫（compound library），然後，運用組合原理，以巧妙的手段對庫成分進行篩選優化，得到可能的有目標.

組合化學(combinatorialchemistry)是近十幾年來剛剛興起的一門新學科。經過短短的十餘年特別是近六七年的發展，組合化學已滲透到藥物、有機、材料、分析等化學的諸多領域，隨著自動化水平的提高，組合化學已成為目前化學領域最活躍的領域之一

組合合成用一個構建模塊的n個單元與另一個構建模塊的n個單元同時進行一步反應，得到n×n個化合物；若進行m步反應，則得到（n×n）m個化合物。有人作過統計，一個化學家用組合化學方法在2～6周的工作量，十個化學家用傳統合成方法要花費一年的時間才能完成。所以，組合化學大幅度提高了新化合物的合成和篩選效率，減少了時間和資金的消耗，成為20世紀末化學研究的一個熱點。