I carbocationi formati su atomi di carbonio situati in posizioni alliliche sono chiamati cationi allilici.

 
cationes-alilo
 
I carbocationi allilici hanno una stabilità superiore ai carbocationi ugualmente sostituiti ma non allilici.
 
cationi allilici 02
 
[2] Carbocatione terziario e allilico.
[4] Carbocatione terziario.
 
Si osserva sperimentalmente che il substrato perde cloro 100 volte più velocemente del substrato. Questa differenza di velocità è dovuta alla maggiore stabilità del carbocatione formato dal substrato. Poiché il cloro si trova in posizione allilica, il carbocatione formatosi viene stabilizzato distribuendo la carica su due atomi di carbonio. Il carbocatione formato dal substrato ha una carica positiva situata su un singolo carbonio, ed è quindi meno stabile.
 
cationi allilici 03
Catione allilico stabilizzato per risonanza.
 
Un carbocatione allilico è tanto più stabile quanto più strutture risonanti possiede. In caso di parità vince in stabilità quella con le cariche positive sui carboni più sostituiti.
 
cationes-alilo
 
Entrambi i carbocationi hanno due strutture, ma a sinistra le cariche positive si trovano su carboni primari e terziari, mentre a destra sono carboni primari e secondari. In conclusione il carbocatione sinistro è più stabile del destro.