Im chemischen Produktionsprozess durchlaufen der Reaktor nicht nur einfache chemische Reaktionsprozesse, sondern auch physikalische Stoffaustauschprozesse wie Flüssigkeitsströmung, Materialwärmeübertragung, Stoffaustausch und Mischung. Im Reaktor erfolgt die Anregung für chemische Reaktionen. Beispielsweise hängt die Reaktionsgeschwindigkeit bei Gas- und Flüssigkeitsreaktionen von der Temperatur und der Konzentration, aber auch von der Größe der Phasengrenzfläche und der Diffusionsgeschwindigkeit ab. Bei Gas-Feststoff-Reaktionen diffundieren die Gasphasenkomponenten unabhängig von den Bedingungen zunächst an die Oberfläche des Feststoffkatalysators und gehen dann chemische Reaktionen ein.