Les carbocations formés sur des carbones situés dans des positions allyliques sont appelés cations allyliques.

 
cationes-alilo
 
Les carbocations allyliques ont une stabilité supérieure aux carbocations également substitués mais non allyliques.
 
cations allyliques 02
 
[2] Carbocation tertiaire et allylique.
[4 ] Carbocation tertiaire.
 
On observe expérimentalement que le substrat perd du chlore 100 fois plus vite que le substrat. Cette différence de vitesse est due à la plus grande stabilité du carbocation formé à partir du substrat. Le chlore étant situé en position allylique, le carbocation formé est stabilisé en répartissant la charge sur deux carbones. Le carbocation formé à partir du substrat a une charge positive localisée sur un seul carbone, et est donc moins stable.
 
cations allyliques 03
Cation allylique stabilisée par résonance.
 
Un carbocation allylique est d'autant plus stable qu'il possède des structures plus résonnantes. S'il y a égalité, celui qui a les charges positives sur les carbones les plus substitués gagne en stabilité.
 
cationes-alilo
 
Les deux carbocations ont deux structures, mais à gauche, les charges positives sont situées sur les carbones primaires et tertiaires, tandis qu'à droite, ce sont des carbones primaires et secondaires. En conclusion le carbocation gauche est plus stable que le droit.