多肽合成儀以固相合成為反應原理，在密閉的防爆玻璃反應器中使氨基酸按照已知順序（序列，一般從C端-羧基端 向 N端-氨基端）不斷添加、反應、合成，操作最終得到多肽載體。固相合成法，大大的減輕了每步產品提純的難度。為了防止副反應的發生，參加反應的氨基酸的側鏈都是保護的。羧基端是游離的，并且在反應之前必須活化。固相合成方法有兩種，即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多優勢，現在大多采用Fmoc法合成，但對于某些短肽，tBoc因其產率高的優勢仍然被很多企業所采用。
具體合成由下列幾個循環組成：
1） 去保護：Fmoc保護的柱子和單體必須用一種堿性溶劑（piperidine）去 除氨基的保護基團。
2） 激活和交聯：下一個氨基酸的羧基被一種活化劑所活化。活化的單體與游離的氨基反應交聯，形成肽鍵。在此步驟使用大量的超濃度試劑驅使反應完成。循環：這兩步反應反復循環直到合成完成。
3） 洗脫和脫保護：多肽從柱上洗脫下來，其保護基團被一種脫保護劑（TFA） 洗脫和脫保護。
反應器
數百年來，制藥業的反應器/反應釜 設備以玻璃材質最為常見，因其完全透明且耐腐蝕，而被眾多化學、生物學專家沿用。多肽合成的過程需要操作人員直觀監測，同時合成后可進行在線切割（切割試劑TFA的強腐蝕性對反應器材質有了極大限制），這些要求限制反應器以玻璃材質最為適用。 玻璃材質的反應器在制造工藝上有極大的難度限制：①燒制工藝：磨口精度要求極高，正如很多國產設備都無法達到要求出現漏液漏氣現象，玻璃壁均勻程度等。②配合攪拌柄以及密封裝置的成套加工工藝③防爆處理
氨基酸儲罐
用來儲存氨基酸粉末或預先活化溶解好的氨基酸溶液。小型合成儀的氨基酸儲罐一般在20－40個之間以保證無人監控下的全自動縮合反應順利進行。大型合成儀根據生產規模的不同，配置也各不相同。
溶劑儲罐
用來測量氨基酸溶液與其他試劑的合成量，需有精密型傳感器設計刻度并回傳信息至電腦控制程序。因早期的恒壓法測定偏差過大且操作繁瑣，而采用此方法測定。觸發器的數量根據不同客戶的要求而定，不同的品牌也略有不同。
轉液瓶
多端觸發器自感應定量量取法，直觀、科學、相對誤差最低。代替早期的恒壓法，避免了每日進行的大量的數學運算，操作更為簡單，測定誤差值可控制在1%。
廢液桶
廢液桶通常選擇容積較大的HDPE桶，保證通風良好，同時需安裝感應器裝置時刻檢測廢液情況，避免溢出。
電磁閥
多肽合成儀中的電磁閥屬于敏感配件，其控制液路的串聯與閉路，在氨基酸轉移與量取，溶劑轉移與量取兩步驟中起到至關重要的作用。不同品牌的合成儀對電磁閥的設計與排布也略有不同。
控制面板
控制面板內往往含有光敏組建，部分控制電磁閥以及感應器控制組。與電腦主機的控制系統、合成儀統一的鏈接在一起，完成多肽合成的全過程。
軟件系統
多肽合成儀的操作軟件。不同品牌合成儀所注冊的軟件也不同。
a) UV Monitor
在多肽合成儀中，在線檢測耦合效果的裝置，如UV Monitor往往是選配裝置，客戶可根據實驗的需要選購。其功能是讓操作者直觀的看到多肽合成的每一部氨基酸偶聯效果，從而針對特定的序列做合成設置的調整，最終達到最佳合成效果。
對于不熟悉多肽合成儀操作的用戶來說，UV Monitor是相當重要的。
b) 試劑檢測
茚三酮檢測原理
沒有選購在線檢測附件的多肽合成儀用戶，也可以采用試劑檢測方法做基本的耦合效果測定實驗。
固相多肽合成中，主要是通過檢測樹脂上游離氨基來判斷連接效率，檢測方法稱為Kaiser方法，其檢測結果，如果有游離氨基的時候，顯示蘭色，或紅褐色（pro，ser，His）。
Kaiser試劑包括：A，6% 茚三酮的乙醇溶液；B，80% 苯酚的乙醇溶液；C，2% 0.001M KCN的吡啶溶配制中的吡啶需要經過茚三酮處理后，重蒸后再使用。檢測過程，取少量樹脂，加入A，B，C各2-3滴，100℃下加熱1-2min，如果溶液有蘭色，或樹脂出現蘭色，紅褐色，表明還有游離氨基，否則說明連接完全。