Η θεωρητική απόδοση μιας χημικής αντίδρασης είναι η ποσότητα που λαμβάνεται από ένα προϊόν μιας αντίδρασης στην οποία το περιοριστικό αντιδραστήριο καταναλώθηκε πλήρως. Ενώ οι χημικοί μαθαίνουν να εξισορροπούν τις χημικές εξισώσεις, στην πράξη ένα αντιδρών θα υπάρχει σε λιγότερες από στοιχειομετρικές ποσότητες. Το αντιδρών θα περιορίσει πόσο προϊόν είναι δυνατό από την αντίδραση. Η μέθοδος υπολογισμού της θεωρητικής απόδοσης είναι απλή. Η εφαρμογή αυτού του υπολογισμού σε πραγματικό περιβάλλον είναι πιο χρήσιμη, αλλά πιο περίπλοκη.
Στο πρώτο βήμα του υπολογισμού της θεωρητικής απόδοσης, γράφεται η ισορροπημένη χημική εξίσωση και εξετάζεται η αναλογία γραμμομορίων κάθε αντιδρώντος. Η ποσότητα κάθε αντιδρώντος προσδιορίζεται με ζύγιση αντιδραστηρίων, μέτρηση συγκεντρώσεων ή με χρήση τυπικών διαλυμάτων. Το περιοριστικό αντιδραστήριο βρίσκεται μετατρέποντας την ποσότητα των αντιδρώντων που υπάρχουν σε mol κάθε αντιδρώντος και προσδιορίζοντας, με βάση τις αναλογίες του πρώτου σταδίου, ποιο αντιδραστήριο θα εξαντληθεί πριν χρησιμοποιηθούν όλα τα άλλα αντιδρώντα. Η αναλογία γραμμομορίων προϊόντος προς γραμμομόρια περιοριστικού αντιδραστηρίου από την ισορροπημένη εξίσωση πολλαπλασιάζεται με τα γραμμομόρια του περιοριστικού αντιδραστηρίου που είναι διαθέσιμα για να βρεθούν τα γραμμομόρια του προϊόντος. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας το μοριακό βάρος του προϊόντος, αυτή η απάντηση μετατρέπεται σε γραμμάρια προϊόντος ή άλλο κατάλληλο μέτρο.
Στο εργαστήριο, οι χημικοί ξεκινούν με μια προτεινόμενη αντίδραση. Τα προϊόντα της αντίδρασης προβλέπονται και επιβεβαιώνονται με πείραμα. Μια ισορροπημένη χημική εξίσωση γράφεται χρησιμοποιώντας τη γνώση της αντίδρασης. Δεδομένων των αρχικών συγκεντρώσεων κάθε αντιδρώντος, επιλέγεται το περιοριστικό αντιδραστήριο και η απόδοση υπολογίζεται με βάση την πλήρη μετατροπή αυτού του αντιδραστηρίου σε προϊόν. Σε μελλοντικά πειράματα ή ανάλυση δειγμάτων, η πραγματική απόδοση θα συγκριθεί με τη θεωρητική απόδοση και τις αιτίες απώλειας προϊόντος που προσδιορίζονται.
Για τον υπολογισμό της θεωρητικής απόδοσης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης. Αυτό μπορεί να είναι πιο περίπλοκο σε πραγματικά βιομηχανικά περιβάλλοντα σε σύγκριση με τις εργαστηριακές συνθήκες. Η αντίδραση, για παράδειγμα, μπορεί να συμβαίνει σε όξινη ή βασική κατάσταση και μπορεί να υπάρχει διάβρωση σωλήνων που απελευθερώνουν μέταλλα που μπορεί να λειτουργήσουν ως καταλύτες. Οι εργαστηριακοί υπολογισμοί θα πρέπει να υποστηρίζονται από δείγματα που προέρχονται από τη διαδικασία που ενδιαφέρει.
Τυπικά, ανόργανες αντιδράσεις, ιδιαίτερα εκείνες που παράγουν ένα στερεό ίζημα ή ένα πτητικό προϊόν, μπορούν να διεξαχθούν υπό συνθήκες που αποδίδουν πλήρη αντίδραση του περιοριστικού αντιδραστηρίου. Αυτές οι αντιδράσεις μπορεί συχνά να αποδώσουν κοντά στο 100% της θεωρητικής. Οι οργανικές αντιδράσεις παράγουν συχνά πολλά περισσότερα υποπροϊόντα λόγω των λιγότερο καθαρών ρευμάτων αντιδραστηρίων και της πολλαπλότητας των πιθανών αντιδράσεων. Οι βιομηχανικές διεργασίες που περιλαμβάνουν οργανικές αντιδράσεις στη βιομηχανία σπάνια αποδίδουν αποτελέσματα που πλησιάζουν τη θεωρητική απόδοση. Αυτές οι διαδικασίες συνήθως απαιτούν επακόλουθα στάδια διαχωρισμού και καθαρισμού.