Semisynthese, hemisynthese of partiële chemische synthese is een vorm van chemische synthese waarbij de aangewende uitgangsstoffen geïsoleerd zijn uit natuurlijke bronnen, zoals planten, bacteriën of celculturen. Deze organische verbindingen zijn doorgaans groot (i.e. een hoge moleculaire massa) en erg complex. Semisynthese is in zekere zin de tegenhanger van totaalsynthese, waar de uitgangsstoffen veel eenvoudiger en kleiner zijn.