Combinatorial ķīmija galvenais mērķis ir masīvi, ķīmisko un bioloģisko savienojumu sauc par bibliotēkas sintēze. Šīm bibliotēkām tiek pārbaudītas, identificēt noderīgas sastāvdaļas, piemēram, narkotiku kandidātu. Sintēze un skrīninga bieži izturas kā atsevišķus uzdevumus, jo tie prasa, dažādus nosacījumus, instrumentācija un zinātniskās ekspertīzes. Sintēzes ietver jaunas ķīmiskās reakcijas, ražot savienojumi, kamēr skrīninga mērķis ir identificēt bioloģisko efektu šie savienojumi, piemēram, spēcīga saistošu olbaltumvielas un citus biomolekulāro mērķus attīstībai.