Een substitutiereactie is een reactie waarbij in een molecuul een atoom (of atoomgroep) wordt vervangen door een ander atoom (of atoomgroep). Ter introductie laat Sieger Kooij (leraar scheikunde bovenbouw havo/vwo) een belangrijk verschil zien met een additiereactie:
Substitiereactie van halogenen aan alkanen.
We maken een onderscheid tussen radicaalsubstitutie en nucleofiele substitutie en gaan wat verder in op het mechanisme van deze substitutiereacties.