Los impedimentos estéricos hacen que los sustratos terciarios sean prácticamente inertes frente al mecanismo S_N2.  Sin embargo, se observa que estos sustratos reaccionan a velocidad importante con agua, siguiendo una cinética de primer orden.
Esta observación experimental implica proponer un nuevo mecanismo, llamado S_N1, que transcurre con sustratos terciarios y malos nucleófilos, hechos imposibles de explicar mediante el mecanismo S_N2.

Esta reacción no es compatible con un mecanismo S_N2, puesto que el sustrato es terciario, el nucleófilo malo y la velocidad sólo depende del sustrato.
En los próximos apartados veremos un nuevo mecanismo compatible con estos hechos experimentales.

Otras reacciones que transcurren a través del mecanismio S_N1 son: