Substytucja nukleofilowa jest typową reakcją halogenków. Polega ona na ataku odczynnika nukleofilowego na karbokation lub inne miejsce cząsteczki organicznej o najmniejszej gęstości elektronów..
Siła napędową reakcji jest elektrostatyczne oddziaływanie pomiędzy nukleofilem a dodatnim miejscem cząsteczki.
: Z ' - reagent nukleofilowy : X“ -grupa odchodząca
Reakcja ta może przebiegać wg. dwóch głównych schematów określanych jako mechanizm SN1 i Sn2.