La cantidad de reactivo limitante presente al inicio de una reacción está relacionada con la cantidad de producto que se puede obtener de la reacción. Esta cantidad se llama rendimiento de la reacción. Hay tres tipos de rendimiento relacionados con el estudio cuantitativo de las reacciones químicas.
El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad de producto que se predice mediante la ecuación balanceada cuando ha reaccionado todo el reactivo limitante. El rendimiento teórico es entonces el rendimiento máximo que se puede obtener. En la práctica, la cantidad de producto que se obtiene, llamado rendimiento real, es casi siempre inferior al rendimiento teórico. Existen varias razones para ello. Por ejemplo, muchas reacciones son reversibles, por lo que no ocurren 100% de izquierda a derecha. Aun cuando la relación sea 100% completa, es muy dificil recuperar todo el producto del medio de la reacción (por ejemplo una solución acuosa). Alguna reacciones son completas en el sentido de que los productos formados pueden reaccionar entre si o con los reactivos para dar lugar a otros productos. Estas reacciones posteriores reducen rendimiento de la primera reacción. Por lo tanto, los químicos usan a menudo el témino rendimiento porcentual (% de rendimiento), el cual describe la proporción del rendimiento real con respecto al rendimiento teórico, y se define como sigue:
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Los rendimientos porcentuales pueden variar desde una fracción de 1% hasta el 100%. Una meta importante para un químico que se dedica a la síntesis es la optimización del rendimiento porcentual del producto de una reacción.