Các protein ngắn cũng có thể được tổng hợp hóa học bằng một gia đình các phương pháp được gọi là tổng hợp peptide, dựa trên các kỹ thuật tổng hợp hữu cơ như liên kết hóa học để sản xuất peptide với năng suất cao. Tổng hợp hóa học cho phép giới thiệu các axit amin không tự nhiên vào chuỗi polypeptide, chẳng hạn như gắn các đầu dò huỳnh quang vào chuỗi bên axit amin. Những phương pháp này rất hữu ích trong hóa sinh vật phòng thí nghiệm và sinh học tế bào, mặc dù thường không cho các ứng dụng thương mại. Tổng hợp hóa học không hiệu quả đối với polypeptide dài hơn khoảng 300 axit amin, và các protein tổng hợp có thể không dễ dàng giả định cấu trúc bậc ba bản địa của chúng. Các phương pháp tổng hợp hóa học tiến hành từ phản ứng C-terminus đến N-terminus, ngược lại với phản ứng sinh học.
300