Una reazione di sostituzione è un tipo di reazione chimica in cui un atomo o un gruppo funzionale di una molecola viene sostituito da un altro atomo o gruppo funzionale.
Una reazione di sostituzione è anche chiamata reazione di spostamento singolo, reazione di sostituzione singola o reazione di sostituzione singola.
Esempi: CH3Cl ha reagito con uno ione idrossi (OH-) produrrà CH3OH e cloro. Questa reazione di sostituzione sostituisce l'atomo di cloro sulla molecola originale con lo ione idrossi.