自由基取代反应(英语:Radical substitution)是有机化学中的一个取代反应类型。在这类的反应过程中,自由基扮演着反应中间体的角色。此类反应大多涉及至少两个步骤,有些甚至可能达到三个步骤。
此类反应的第一步是借由均裂来产生带有未成对电子的自由基,如2式与3式般,称为起始(initiation)。而均裂可在热、紫外光或有机过氧化物、偶氮化合物等起始剂的帮助下发生;其中,紫外光能用于将一个双原子分子转为两个自由基。在6式与7式中,自由基会在彼此重组后消失,反应也在此步骤后停止,因而称为终止(termination)。如果自由基并未走向终止步骤,而是持续进行反应并产生新的自由基(如4或5),则这些介于起始与终止之间的步骤称为增长(propagation)。