Em um reator ideal de mistura perfeita, em estado estacionário, o balanço de massa de um reagente R pode ser escrito como F_R0X_R= (-r_R), onde F_R0 é a taxa molar de alimentação de R, X_R é a conversão de R e -r_R é a taxa de consumo de R.

Em um reator pistonado ideal, em estado estacionário, o balanço de massa de um reagente R pode ser escrito como !$ \int_0^V\dfrac{dV}{F_{R0}}=\int_0^{X_{Rf}}\dfrac{dX_R}{-r_R} !$, onde F_R0 é a taxa molar de alimentação de R, X_R é a conversão de R, -r_R é a taxa de consumo de R e V é o volume do reator.

A operação com reciclo possibilita a obtenção de vários graus de mistura em um reator pistonado, a depender da taxa de reciclo.

Os desvios em relação à idealidade dos reatores de mistura perfeita e pistonado podem ser causados pela formação de canais preferenciais de fluido e/ou pelo surgimento de zonas de estagnação no reator.

Uma maneira de determinar o melhor arranjo de reatores para determinado processo é a análise da curva 1/-r_R em função da concentração de R.