化學反應器有三種操作方式：間歇（分批）式、連續(xù)式和半連續(xù)（半間歇）式。
一、間歇（分批）式操作
采用間歇操作的反應器稱為間歇反應器，其特點是進行所需的原料一次性裝入反應器內，然后在其中進行化學反應，經一定時間后，達到所要求的反應程度時卸出全部物料，其中主要是反應產物以及少量未被轉化的原料。接著是清洗反應器，繼而進行下一批原料的裝入、反應和卸料。所以間歇反應器又稱為分批反應器。間歇反應過程是一個非定態(tài)過程，反應器內物系的組成隨時間而變，這是間歇過程的基本特征。間歇反應器在反應過程中既沒有物料的輸入，也沒有物料的輸出，即不存在物料的流動，整個反應過程都是在恒容下進行的。反應物系若為氣體，則必充滿整個反應器空間；若為液體，則雖不充滿反應器空間，由于壓力的變化而引起液體體積的改變通常可以忽略，因此按恒容處理也足夠準確。
采用間歇操作的反應器幾乎都是釜式反應器，其余類型極為罕見。間歇反應器適用于反應速率慢的化學反應，以及產量小的化學品生產過程，對于那些批量少而產品的品種又多的企業(yè)尤為適宜，例如醫(yī)藥等精細化工往往就屬于這種。
二、連續(xù)式操作
這一操作方式的特征是連續(xù)地將原料輸入反應器，反應產物也連續(xù)地從反應器流出，采用連續(xù)操作的反應器稱為連續(xù)反應器或流動反應器。前面所述的各類反應器都可采用連續(xù)操作。對于工業(yè)生產中某些類型的反應器，連續(xù)操作是唯一可采用的操作方式。連續(xù)操作的反應器多屬于定態(tài)操作，此時反應器內任何部位的物系參數(shù)，如濃度及反應溫度等均不隨時間而改變，但卻隨位置而改變。大規(guī)模工業(yè)生產的反應器絕大部分都是采用連續(xù)操作，因為它具有產品質量穩(wěn)定、勞動生產率高、便于實現(xiàn)機械化和自動化等優(yōu)點。這些都是間歇操作無法與之相比的。然而連續(xù)操作系統(tǒng)一旦建立，想要改變產品品種是十分困難的，有時甚至要較大幅度地改變產品產量也不易辦到，但間歇操作系統(tǒng)則較為靈活。
三、半連續(xù)（半間歇）式操作
原料與產物只要其中的一種為連續(xù)輸入或輸出而其余則為分批加入或卸出的操作，均屬半連續(xù)操作，相應的反應器稱為半連續(xù)反應器或半間歇反應器。由此可見，半連續(xù)操作具有連續(xù)操作和間歇操作的某些特征。有連續(xù)流動的物料，這點與連續(xù)操作相似；也有分批加入或卸出的物料，因而生產是間歇的，這反應了間歇操作的特點。由于這些原因，半連續(xù)反應器的反應物系組成必然既隨時間而改變，也隨反應器內的位置而改變。管式、釜式、塔式以及固定床反應器都可采用半連續(xù)操作方式。
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