Алкили́рование, введение в молекулу органического соединения алкильной группы, а также получение алкильных производных химических элементов. Алкильная группа (алкил, Alk) – общее название одновалентных остатков насыщенных алифатических углеводородов, например CH₃ – метил, С₂Н₅ – этил, (CH₃)₂CH – изопропил. В зависимости от природы атома, к которому присоединяется алкильная группа, различают C-, O-, N-, S-алкилирование и др.

В качестве алкилирующих агентов используют: алкилгалогениды, например $CH_3CH_2Na+CH_3I→CH_3CH_2CH_3$ или $C_6H_6+C_2H_5Cl→C_6H_5C_2H_5$; алкены, например $C_6H_6+CH_2=CH−CH_3→C_6H_5CH(CH_3)_2$ или $(CH_3)_3CH+CH_2=C(CH_3)_2→(CH_3)_3CCH_2CH(CH_3)_2$; спирты, например $C_6H_5NH_2+2CH_3OH→C_6H_5N(CH_3)_2+2H_2O$; сложные эфиры минеральных кислот, например $C_2H_5OH+ SO_2(OCH_3)_2→C_2H_5OCH_3+CH_3OSO_3H$; алифатические диазосоединения, например $C_2H_5COOH+CH_2N_2→C_2H_5COOCH_3+N_2$; карбонильные соединения, например $C_6H_6+CH_2O+HCl→C_6H_5CH_2Cl+H_2O$. Условия проведения процесса алкилирования определяются природой реагирующих соединений. Так, алкилирование алканов алкенами проводят при нагревании и высоком давлении (термическое алкилирование) или в присутствии катализаторов – кислот Льюиса, минеральных кислот, цеолитов и алюмосиликатов (каталитическое алкилирование). Алкилированием металлов получают металлоорганические соединения, применяющиеся в органическом синтезе, например $C_2H_5Br+Mg→C_2H_5MgBr$.

Алкилирование широко применяется в промышленности для получения высокооктановых бензинов, этилбензола, кумола, высших алкилбензолов, поверхностно-активных веществ и др.