Nelle reazioni di sostituzione nucleofila, un gruppo, chiamato gruppo uscente, viene scambiato con un altro, chiamato nucleofilo. 
[1] Substrato - Specie contenente il gruppo uscente
[2] Nucleofilo - Base di Lewis in grado di attaccare gli atomi con polarità positiva (o carica)
[3] Prodotto di reazione
[4] Gruppo uscente - Specie che lascia il substrato, venendo sostituita dal nucleofilo
Le reazioni di sostituzione nucleofila consentono di ottenere molti composti organici dagli alogenuri alchilici. Vediamo alcuni esempi:
a) La reazione del bromoetano con l'idrossido di sodio produce etanolo. ![]()
b) La reazione del cloruro di isopropile con il cianuro di sodio produce un nitrile 
c) La reazione di iodometano con metossido di sodio produce un etere (dimetil etere) ![]()
d) Le ammine possono essere ottenute facendo reagire l'ammoniaca con gli aloalcani ![]()
In questi esempi il gruppo uscente è rappresentato in rosso e il nucleofilo in blu.