在农业生产中，合成氨反应被广泛应用于制备氨作为化肥，极大地提高了粮食产量，保障了粮食安全问题。而合成氨反应的实现也被认为是人工合成化学的最重要里程碑之一。
合成氨反应是通过在一定的反应条件下，将氢气（4vol）和氮气（1vol）按德布鲁克-袁金霖法混合，使其经过一个高压和温度下的催化反应，生成氨的化学过程。这项繁复反应的实施条件如此苛刻，其中温度和压力是最重要的因素。压力一般要达到100-300大气压，温度则在400-600°C之间。
合成氨反应的实际应用过程中，通常使用铁，钛，钼等金属作为反应催化剂。铁是最常用的催化剂，但它的缺点是反应速度较慢。在实际应用过程中，为了提高催化剂的活性，通常需要加入钼等其他催化剂，进一步增加反应效率。