Η διαδικασία επαφής για το θειικό οξύ είναι μια αντίδραση πολλαπλών σταδίων που ξεκινά με ακατέργαστο θείο και τελειώνει με συμπυκνωμένο οξύ. Θεωρητικά, το θείο μπορεί να καεί με τον αέρα για να σχηματίσει θειικό διοξείδιο και στη συνέχεια να αντιδράσει απευθείας με το νερό για να σχηματίσει θειικό οξύ. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί μεγάλη ποσότητα θερμότητας, δεν είναι χημικά ελεγχόμενη και σπάνια χρησιμοποιείται ως αποτέλεσμα. Η διαδικασία επαφής χρησιμοποιεί διοξείδιο του θείου για να σχηματίσει τριοξείδιο του θείου, το οποίο απορροφάται σε θειικό οξύ για να σχηματίσει ελαιόλαδο, και στη συνέχεια ένα τελικό στάδιο αντιδρά ελαιούχο με νερό για να σχηματίσει θειικό οξύ.
Το θείο είναι ένα κίτρινο ορυκτό που βρίσκεται στο έδαφος ως εναποτιθέμενα στρώματα, συχνά κοντά σε ηφαίστεια ή αρχαία κρεβάτια λάβας. Το θείο πρώτα καίγεται με αέρα για να σχηματιστεί διοξείδιο του θείου, ένα μόριο ενός θείου και δύο ατόμων οξυγόνου. Ο αέρας που εισέρχεται σε αυτή την αντίδραση διοχετεύεται με φυσαλίδες μέσω συμπυκνωμένου οξέος για να απομακρυνθεί τυχόν νερό, επειδή η υγρασία θα σχηματίσει θειικό οξύ στον αντιδραστήρα και θα προκαλέσει υπερβολική θερμότητα και διάβρωση.
Οι σχεδιαστές χημικών διεργασιών ελέγχουν προσεκτικά τις ποσότητες των αντιδρώντων για να διατηρήσουν τις ποσότητες κοντά στις στοιχειομετρικές ποσότητες. Η στοιχειομετρία είναι ο υπολογισμός των αναλογιών των μορίων που απαιτούνται για την παροχή μιας βελτιστοποιημένης αντίδρασης χωρίς τη χρήση περίσσειας υλικών. Η διατήρηση των χημικών αντιδράσεων κοντά στις κατάλληλες αναλογίες θα μειώσει το κόστος και θα βελτιώσει τις αποδόσεις, οδηγώντας συχνά σε καθαρότερα προϊόντα που απαιτούν λιγότερη επεξεργασία. Η διαδικασία επαφής για το θειικό οξύ πρέπει να λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο για να ελεγχθούν οι θερμοκρασίες, επειδή οι αντιδράσεις δημιουργούν πολλή θερμότητα που μπορεί να επηρεάσει το προϊόν και να καταστρέψει τον εξοπλισμό.
Μόλις το διοξείδιο του θείου εξέλθει από τον αντιδραστήρα, εισέρχεται σε μια δεύτερη αντίδραση με περισσότερο αέρα για να σχηματίσει τριοξείδιο του θείου, το οποίο προσθέτει ένα επιπλέον μόριο οξυγόνου. Η διαδικασία επαφής για το θειικό οξύ θα μπορούσε να αντιδράσει το τριοξείδιο του θείου απευθείας με το νερό, αλλά αυτή η αντίδραση είναι πολύ ασταθής και δύσκολο να ελεγχθεί. Το θειικό οξύ αναμιγνύεται με το μόριο του τριοξειδίου, το οποίο σχηματίζει ελαιώδες ή ατμίζον θειικό οξύ. Το έλαιο είναι ένα πολύ δραστικό οξύ που περιέχει περίσσεια μόρια θείου, αλλά μπορεί να αναμιχθεί με νερό με ελεγχόμενο τρόπο για να σχηματίσει θειικό οξύ διατηρώντας παράλληλα τις κατάλληλες θερμοκρασίες.
Κάθε στάδιο αντίδρασης με αέρα πραγματοποιείται παρουσία ενός καταλύτη, τυπικά οξειδίου του βαναδίου. Ο μεταλλικός καταλύτης δεν καταναλώνεται στην αντίδραση, αλλά βοηθά επιτρέποντας στην αντίδραση να λάβει χώρα σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από αυτές που θα απαιτούνταν χωρίς αυτόν. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο πρέπει επίσης να ελέγχεται προσεκτικά, επειδή ο επιπλέον αέρας δεν δημιουργεί πρόσθετο οξύ, αλλά θα μειώσει την ποσότητα διοξειδίου ή τριοξειδίου του θείου επειδή η περίσσεια αέρα αραιώνει τα μόρια του θείου. Η διαδικασία επαφής για το θειικό οξύ θα δημιουργήσει λιγότερο οξύ εάν επιτραπεί επιπλέον οξυγόνο στη διαδικασία.
Το θειικό οξύ πωλείται σε μεγάλη ποικιλία περιεκτικοτήτων ή συγκεντρώσεων, αλλά η διαδικασία επαφής για το θειικό οξύ παράγει μια εξαιρετικά συμπυκνωμένη μορφή. Η αποστολή του συμπυκνωμένου θειικού οξέος είναι πιο οικονομική από μια αραιωμένη μορφή, επειδή μπορεί να προστεθεί νερό αργότερα ανάλογα με τις ανάγκες για να σχηματιστεί η επιθυμητή αντοχή. Το συμπυκνωμένο οξύ απορροφά επίσης το νερό πολύ εύκολα, επομένως πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα κατά την παραγωγή και την αποστολή για να ελαχιστοποιηθεί το νερό ή ο εξωτερικός αέρας, που αραιώνει το οξύ και μπορεί να αυξήσει τη διάβρωση.