La halogenación es el proceso químico mediante el cual se adicionan o sustituyen uno o varios átomos de elementos del grupo de los halógenos (grupo 17 de la tabla periódica) a una molécula orgánica. Una de las halogenaciones más simples es la halogenación de alcanos. En estas reacciones los átomos de hidrógeno de los alcanos siempre resultan sustituidos total o parcialmente por átomos del grupo de los halógenos. La reacción que tiene lugar es la siguiente:

CH4+Cl2→CH3Cl+CH2Cl2+CHCl3+CCl4+HCl{\displaystyle CH_{4}+Cl_{2}\rightarrow CH_{3}Cl+CH_{2}Cl_{2}+CHCl_{3}+CCl_{4}+HCl}

Son posibles una gran variedad de productos químicos. La composición de la mezcla de productos vendrá dada por la concentración de los reactivos y otras condiciones del medio de reacción, por ejemplo, la temperatura.