A partir des produits de la chimie lourde, notamment des "grands intermédiaires" et aussi d’extraits végétaux ou animaux, elle élabore des molécules complexes issues d’un processus de recherche et développement intense. Elle en effectue la production par de nombreuses réactions chimiques en série.

Les produits, obtenus en quantités beaucoup plus modestes que dans la chimie lourde, peuvent être très coûteux comme par exemple les principes actifs des médicaments.