向有机分子引入羟基的反应。反应类型很多，在有机合成中有广泛的应用。例如，烯烃水合是工业上制备低级醇的方法：
又如醛、酮、酯及环氧化合物在催化剂存在下的氢化或用金属氢化物（如LiAlH4）还原，也能发生羟基化反应：
环氧化合物的水解是工业上制备邻二醇的重要二羟基化反应：
另一类经典的二羟基化反应是烯烃用高锰酸钾或四氧化锇OsO4氧化。用四氧化锇氧化时,产率高,成本高且有毒。用催化剂量的OsO4与H2O2并用,也能发生二羟基化反应：
向芳核引入羟基是工业上制备酚的重要反应，例如氯苯水解法制苯酚：