雖然19世紀化學合成法就已經開始用來合成氨基酸，但直到本世紀50年代才將化學法合成氨基酸，這種方法是利用有機合成和化學工程結合的技術，生產氨基酸。其最大的優勢是不受氨基酸品種上限制，在制備天然氨基酸外，還可生產非天然氨基酸，包括一些非常特殊結構的氨基酸，并且可以大規模生產。但化學方法也有缺點，主要問題是工藝較復雜，只能合成氨基酸的D、L-型外消旋體，只有經過了光學拆分，才可獲得具有光學活性的氨基酸。至今，多種氨基酸仍用化學合成法生產，特別是在飼料中用量很大的D、L-蛋氨酸，生產方法僅有化學合成法，其產量約為幾十萬噸/年。另外，藥用和食用甘氨酸，其大規模的生產方法也是采用化學合成法。