Sübstitüsyon, kimyada bir bileşikteki bir fonksiyonel grubun veya atomun başka bir fonksiyonel grup veya atom ile değiştirildiği bir reaksiyon türüdür. Sübstitüsyon reaksiyonları, organik kimyada çok yaygın ve önemlidir. Organik kimyada sübstitüsyon reaksiyonları, reaksiyonda yer alan reaktifin elektrofilik veya nükleofilik olmasına bağlı olarak sınıflandırılır. Elektrofilik sübstitüsyon reaksiyonlarında, bir elektrofil (elektron çeken) bir atom veya grup, aromatik halkalarda veya alkenlerdeki bir hidrojen atomu ile yer değiştirir. Nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonlarında ise, bir nükleofil (elektron veren) bir atom veya grup, alkollerde, eterlerde, halojenürlerde veya aminlerdeki bir hidrojen atomu veya başka bir grup ile yer değiştirir. Sübstitüsyon reaksiyonları, organik bileşiklerin yapısını ve özelliklerini değiştirmek için kullanılır. Örneğin, metanın klor ile sübstitüsyonu sonucunda metil klorür elde edilir. Metil klorür, metandan daha polar ve daha reaktif bir bileşiktir.
