单相反应过程，又称均相反应过程，指反应物系仅呈现一个相的反应过程，包括气相、液相和固相均相反应过程。工业生产中，单相反应过程有两种情形：一种是反应物系原为一相，进入反应器后，由于温度或其他条件变化而发生化学反应，如轻油裂解制乙烯；另一种是多股反应物料混合成一相而发生反应，如丙烯气相氯化。
组成
单相反应器内的反应物料可看成由许多尺度远小于反应器、但远大于分子的微元所组成，每一微元的浓度和温度可认为是均匀的，不存在传质和传热，但各微元间存在浓度和温度的差异。
特征
单相反应过程的传递特征就表现在微元间的质量、热量的传递以及动量传递。多相反应过程的微元中可存在多个相，微元内必然产生传质和传热(见反应相内传质和传热、反应相外传质和传热)。
当单相反应过程的反应物系涉及多股物料流时，只有通过混合，物料才能进行反应。在混合阶段，微元内部仍然可能存在着浓度的差异。对于缓慢反应，混合阶段中，反应量较小，甚至可以忽略，该过程总体上保持单相反应过程的特征。飞速反应则不同，混合阶段成为实际的主反应阶段。在混合阶段中，一种反应物料被破碎成微团而分散，然后边扩散，边反应。