Una reacción diotrópica (del griego dyo, que significa 'dos') es un tipo de reacción orgánica tipo isomerización pericíclica en la que dos enlaces sigma migran simultáneamente intramolecularmente. El tipo de reacción es de cierta relevancia para la química orgánica porque puede explicar cómo ocurren ciertas reacciones y porque es una herramienta sintética en la síntesis de moléculas orgánicas, por ejemplo, en la síntesis total. Fue descrita por primera vez por Manfred T. Reetz en 1971. 
En una reacción de tipo I, dos grupos migratorios intercambian sus posiciones relativas y una reacción de tipo II implica la migración a nuevos sitios de unión sin intercambio posicional.[1]​[2]​[3]​