1. Bei einer Temperatur von 550°C 
2. Unter sehr hohem Druck von 150 bis 250 bar 
3. Bei einem Überschuss von Stickstoff (Hinweis: Das stöchiometrische Verhältnis bei der Reaktion zwischen Stickstoff und Wasserstoff wäre nach der Theorie 1:3, allerdings wird in der Praxis mehr Stickstoff zugegeben) 
4. Beim Vorliegen eines Katalysators 

Bei sehr hohem Druck verschiebt sich das Gleichgewicht nach rechts und die Ausbeute erhöht sich. Hohe Temperaturen verringern nach dem Prinzip von Le Chatelier jedoch wieder die Ausbeute. Daher wählt man einen Mittelweg und setzt Katalysatoren ein. Erst wenn alle vier Reaktionsbedingungen gleichzeitig vorliegen, ist die Ausbeute an Ammoniak optimal. 
  
1. In einer Pumpe, einem Kompressor, wird das Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff auf den notwendigen Druck komprimiert. 
  
2. In einem Gasreiniger wird das Gasgemisch von unerwünschten Verunreinigungen wie Schwefelverbindungen oder Kohlenmonoxid gereinigt. 
  
3. Im Kontaktofen läuft die eigentliche Reaktion nach der oben beschriebenen Reaktionsgleichung ab. In einem zylinderförmigen, druckfesten Reaktionsrohr wird das Gasgemisch unter hohem Druck auf bis zu 500°C erhitzt. Dabei strömt das Gasgemisch an einer mit dem Katalysator beschichteten Fläche vorbei und reagiert zu Ammoniakgas. Der Katalysator besteht aus einem Gemisch von Eisenoxid und Aluminiumoxid. Außen ist das Reaktionsrohr mit druckbeständigem, dicken Stahl verstärkt. Innen darf kein Stahl verwendet werden, weil der Wasserstoff mit dem im Stahl enthaltenen Kohlenstoff reagieren würde. Deshalb besteht das Innenrohr aus kohlenstoffarmem, reinen Eisen. 
  
4. Im Kühler wird das noch heiße Ammoniakgas abgekühlt. 
  
5. Im Abscheider wird das Ammoniakgas von nicht umgesetzten Ausgangsprodukten (Wasserstoff und Stickstoff) getrennt. Im Kontaktofen setzen sich trotz optimaler Reaktionsbedingungen nur etwa 15% der Ausgangsstoffe in Ammoniak um. Die nicht umgesetzten Restgase werden an der Stelle (6) wieder eingeführt. 

Das Gas Ammoniak mit der Formel NH₃ ist in der Chemie ein wichtiges Zwischenprodukt. 90% aller Düngemittel werden heute aus Ammoniak gewonnen. Außerdem kann man aus Ammoniak Salpetersäure herstellen. Wasserstoff und Stickstoff lassen sich aus Erdgas nach der Synthesegas-Erzeugung gewinnen.  
  
  

Ammoniaksynthese im Modellversuch     Wasserstoff und Stickstiff wird im Verhältnis 1:3 über einen Cereisen-Katalysator im Verbrennungsrohr geleitet.

Nachweis des Reaktionsproduktes      Nach dem Erhitzen des Katalysators färbt sich die Phenolphthaleinlösung pinkfarben.