유기화합물에 니트로기 -NO₂를 도입하는 반응. 가장 일반적인 니트로화 반응은 알코올의 질산에스테르화 반응과 탄화수소 또는 그 유도체의 수소 원자를 니트로기로 치환하는 반응이다. 전자의 예로는 글리세린에서 니트로글리세린을 얻는 반응이 있고, 후자의 예로는 톨루엔에서 니트로톨루엔을 얻는 반응이 있다. 특히 방향족(芳香族) 화합물의 니트로화는 염료중간체 · 의약 · 농약 및 폭약 등을 합성할 때의 중요한 단위 반응의 하나이다. 이때의 니트로화에는 혼산(진한 황산과 진한 절산의 혼합물)을 이용한다.