La protonazione è l'aggiunta di un protone a un atomo, una molecola o uno ione. La protonazione è diversa dall'idrogenazione in quanto durante la protonazione si verifica un cambiamento nella carica delle specie protonate, mentre la carica non viene influenzata durante l'idrogenazione.
La protonazione si verifica in molte reazioni catalitiche. Sia la protonazione che la deprotonazione si verificano nella maggior parte delle reazioni acido-base. Quando una specie viene protonata o depronata, la sua massa e la sua carica cambiano, oltre alle sue proprietà chimiche vengono alterate. Ad esempio, la protonazione può modificare le proprietà ottiche, l'idrofobicità o la reattività di una sostanza. La protonazione è generalmente una reazione chimica reversibile.