間乙基甲苯的硝化反應如圖：

硝化反應是向有機物分子中引入硝基（-NO2）的反應過程。脂肪族化合物硝化時有氧化-斷鍵副反應，工業上很少採用。硝基甲烷、硝基乙烷、1-和2-硝基丙烷四種硝基烷烴氣相法生產過程，是30年代美國公司開發的。迄今該法仍是製取硝基烷烴的主要工業方法。此外，硝化也泛指氮的氧化物的形成過程。

硝化反應(nitration)，硝化是向有機化合物分子中引入硝基（－NO2）的過程，硝基就是硝酸失去一個羥基形成的一價的基團。芳香族化合物硝化的反應機理為：硝酸的－OH基被質子化，接著被脫水劑脫去一分子的水形成硝醯正離子（nitronium ion，NO2）中間體，最後和苯環行親電芳香取代反應，並脫去一分子的氫離子。

在此種的硝化反應中芳香環的電子密度會決定硝化的反應速率，當芳香環的電子密度越高，反應速率就越快。由於硝基本身為一個親電體，所以當進行一次硝化之後往往會因為芳香環電子密度下降而抑制第二次以後的硝化反應。必須要在更劇烈的反應條件（例如：高溫）或是更強的硝化劑下進行。

常用的硝化劑主要有濃硝酸、發煙硝酸、濃硝酸和濃硫酸的混酸或是脫水劑配合硝化劑。

脫水劑：濃硫酸、冰醋酸、乙酐、五氧化二磷。

硝化劑：硝酸、五氧化二氮（N2O5）。