Αυτά αναφέρονται κυρίως στη θερμοκρασία και την πίεση λειτουργίας του αντιδραστήρα. Η θερμοκρασία είναι ένας ευαίσθητος παράγοντας που επηρεάζει τη διαδικασία αντίδρασης. Ως εκ τούτου, πρέπει να επιλεγεί μια κατάλληλη θερμοκρασία λειτουργίας ή μια ακολουθία θερμοκρασίας για να διασφαλιστεί ότι η αντίδραση προχωρά υπό βελτιστοποιημένες συνθήκες. Για παράδειγμα, για αναστρέψιμες εξώθερμες αντιδράσεις, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μια ακολουθία υψηλής-και-χαμηλής θερμοκρασίας για την εξισορρόπηση του ρυθμού αντίδρασης και της μετατροπής ισορροπίας (βλ. Χημική Ισορροπία).
Οι αντιδραστήρες μπορούν να λειτουργήσουν υπό ατμοσφαιρική πίεση, πίεση υπό πίεση ή αρνητική πίεση (κενό). Οι αντιδραστήρες υπό πίεση χρησιμοποιούνται κυρίως για αντιδράσεις που περιλαμβάνουν αέρια. Η αύξηση της πίεσης λειτουργίας επιταχύνει τις αντιδράσεις αέριας-φάσης. Για αναστρέψιμες αντιδράσεις αέριας- φάσης με μειούμενο συνολικό μοριακό αριθμό, μπορεί να βελτιώσει τον ρυθμό μετατροπής ισορροπίας, όπως η σύνθεση αμμωνίας και η σύνθεση μεθανόλης. Η αύξηση της πίεσης λειτουργίας μπορεί επίσης να αυξήσει τη διαλυτότητα των αερίων στα υγρά. Επομένως, πολλές διεργασίες αντίδρασης σε αέρια-υγρή φάση και αέρια-υγρή-στερεά φάση χρησιμοποιούν λειτουργία υπό πίεση για να αυξήσουν τον ρυθμό αντίδρασης, όπως η οξείδωση του p-ξυλολίου.