逆向合成法（retrosynthetic analysis）是指在设计合成路线时，从目标分子出发，从后往前倒，推出目标分子的前体，并同样找出前体的前体，如此继续一直到达简单的起始原料为止。实际上逆向合成法是合成目标分子的逆过程。
逆向合成法在倒推过程中，通过对目标分子的结构分析，将其复杂的结构逐渐简单化，只要每步逆推合理，就可以得到一条合适的合成路线。这种思维过程可表示为：目标分子前体═〉前体═〉……═〉前体═〉起始原料。“═〉”表示前者源于后者。前体又称中间体，它是从起始原料到目标分子所经历的所有中间化合物。前体与起始原料在商业上的区别在于前者买不到或价格过高，而后者往往是价廉易得的化合物。一般来讲，五个碳以下的单官能团化合物及单取代的芳烃，以及通过石油及天然气制得的化工原料（如
乙烯、
丙烯、
甲苯、
丁烯、
二甲苯、
苯及
甲烷等）都是可以买到的。
从目标分子到起始原料，经过的途径主要有两条：一条涉及碳胳的变化（碳数增加、减少或改变碳胳），即碳碳键的切断或形成；二是官能团的转换。显然，从目标分子出发，运用倒推法通常可以得到数条合理的合成路线，其最佳路线的确定需设计者依据自己的经验和实践。这就需要设计者具有较强的综合能力，其中包括熟练掌握有机化学的基本反应，对反应的运用及组合能力强。以及对化学品市场有充分的了解等。