Було розроблено кілька комбінаторних методів створювати цілеспрямовані або різноманітні хімічні бібліотеки з широким спектром лінійних або макроциклічних хімічних молекул: пептиди, непептидні олігомери, пептидоміметики, малі молекули та органічні молекули, подібні до природних продуктів.
Комбінаторна хімія є корисний інструмент для швидкої оптимізації молекулярних властивостей, особливо тих, які важко розробити апріорі. Комбінаторний підхід можна використовувати для створення великої кількості змінних у форматі, який дозволяє вибрати оптимальну підмножину змінних.
Застосування науки про комбінаторну хімію змінило парадигми високопродуктивного скринінгу, оптимізацію хімічного свинцю, очищення бібліотеки та обробку зразків після очищення, а також метаболізм ліків in vitro та in vivo та фармакокінетичні аналізи.
Відкриття та розробка ліків ґрунтується на знаннях хімії молекул та їх зв’язку з життєвим процесом. Класичний або традиційний метод, прийнятий медичними хіміками, передбачає модифікацію біологічно активних молекул із натуральних продуктів.
Комбінаторну хімію можна застосувати до: (i) Синтез у розчинній фазі (ii) Синтез у твердій фазі. У фазовому синтезі розчину члени бібліотеки зазвичай синтезуються як окремі сполуки, так званий паралельний синтез. На твердій основі можна застосувати техніку розділення та змішування, а також паралельний синтез.
Було розроблено кілька комбінаторних методів для створення цілеспрямованих або різноманітних хімічних бібліотек із широким діапазоном лінійних або макроциклічних хімічних молекул: пептидів, непептидних олігомерів, пептидоміметиків, малих молекул і органічних молекул, схожих на природний продукт.