Os ésteres são sintetizados principalmente através da reação direta de ácidos carboxílicos com álcoois (esterificação):
Esta reação prossegue muito lentamente à temperatura ambiente, mas pode ser significativamente acelerada através da catálise ácida. O mecanismo subjacente pode ser convenientemente memorizado usando o mnemônico “o ácido perde seu grupo hidroxila, enquanto o álcool perde seu átomo de hidrogênio”. A esterificação é uma reação reversível; para aumentar o rendimento do produto éster, técnicas como a destilação azeotrópica ou a adição de agentes desidratantes são comumente empregadas para remover a água gerada durante a reação. Alternativamente, um excesso de ácido ou de álcool pode ser adicionado durante a reação para mudar o equilíbrio em direção à formação de produtos. Os ésteres também podem ser sintetizados pela reação de haletos de acila ou anidridos de ácido com álcoois, ou pela reação de sais de carboxilato com haloalcanos.
Os haloalcanos podem ser sintetizados a partir de haletos de hidrogênio (ácidos livres de oxigênio) e álcoois; inversamente, eles podem sofrer hidrólise para regenerar haletos de hidrogênio e álcoois. Portanto, até certo ponto, os haloalcanos podem ser considerados como ésteres de ácidos livres de oxigênio.
