超臨界化學反應是指反應物處于超臨界狀態或者反應在超臨界介質中進行的工藝過程。超臨界反應的介質應選擇對裝置無腐蝕性，臨界溫度應接近反應操作溫度，臨界壓力要低，對反應物成份具有較高的選擇性和溶解度的介質。由于超臨界流體兼具有液、氣體的性質，所以通過壓力調節，可使介質的溶解度在較大范圍內變化。因此在化學反應中多應用超臨界流體的溶解性將非均相反應轉化為均相反應,提高傳質速率，從而提高反應速率并簡化產物分離。
 

超臨界反應技術的特點:
1.在超臨界狀態下，壓力對反應速度常數有強烈的影響，微小的壓力變化可使反應速度常數發生幾個數量級的變化；
2.在超臨界狀態下進行化學反應，可使傳統的多相反應變成均相反應,即將反應物甚催化劑都溶解在超臨界流體中，有利于消除反應物和催化劑之間的擴散限制，從而增大了反應速度；
3.在超臨界狀態下進行化學反應，可以一定程度降低反應溫度，抑制或減輕熱解反應中常見的積碳現象，同時還可以顯著改善產物的選擇性和收率。
4.利用超臨界流體的溶解性能對溫度和壓力的敏感性這一特點，可以通過選擇合適的溫度和壓力條件的方法將不溶于超臨界的反應相的產物及時移去，也可通過逐步調節體系的溫度和壓力的方法，將產物和反應物依次從超臨界流體中分別移去，從而簡便地完成產物、反應物、催化劑和副產物之間的分高；
5.超臨界流體能溶解某些導致固體催化劑失活的物質，從而有可能使超臨界流體-固體催化反應長時間保持催化劑的活性，同時，通過調節溫度和壓力，使反應混合物處于超臨界狀態，從而使失活的催化劑逐步恢復其催化活性。

CO2具有化學惰性以及臨界狀態易于實現的特點，因而近幾年以超臨界CO2為反應介質的研究發展迅速。目前常見的研究類型主要有選擇性氧化、加氫、加氫醛化、烷基化、聚合、翻化、翻交換和酶促反映等。
由于具有有效地降低反應溫度，提高反應物的轉化率和產物的選擇性，提高反應速度，并能大幅度提高催化劑的穩定性等多方面優點，近年來超臨界CO2化學反應中正逐步受到廣泛地重視，相關的應用研究和產業化成果轉化也在逐年快速增加。