Aquests es refereixen principalment a la temperatura i pressió de funcionament del reactor. La temperatura és un factor sensible que afecta el procés de reacció; per tant, s'ha de seleccionar una temperatura de funcionament o una seqüència de temperatures adequada per garantir que la reacció transcorri en condicions optimitzades. Per exemple, per a reaccions exotèrmiques reversibles, s'hauria d'utilitzar una seqüència de temperatura alta-i després-baixa per equilibrar la velocitat de reacció i la conversió d'equilibri (vegeu Equilibri químic).
Els reactors poden funcionar a pressió atmosfèrica, pressió a pressió o pressió negativa (buit). Els reactors a pressió s'utilitzen principalment per a reaccions amb gasos. L'augment de la pressió de funcionament accelera les reaccions-en fase gasosa. Per a reaccions en fase gasos-reversibles amb un nombre molar total decreixent, pot millorar la taxa de conversió d'equilibri, com ara la síntesi d'amoníac i la síntesi de metanol. Augmentar la pressió de funcionament també pot augmentar la solubilitat dels gasos en líquids; per tant, molts processos de reacció en fase gas-líquida i gas-líquida-sòlida utilitzen operacions a pressió per augmentar la velocitat de reacció, com ara l'oxidació del p-xilè.