En nukleofil (Nu:-)er et elektronrikt atom eller molekyl som kan donere elektroner. Nukleofile kjemiske grupper kan avgi elektroner og elsker atomkjerner. Sn1 og sn2 er to utgaver av nukleofil substitusjon, hvor henholdsvis ett molekyl inngår (unimolekylær) (Sn1) og to molekyler (bimolekylær) (Sn2). Hydroksidanion er eksempel på en nukleofil som har ladning, mens ammoniakk (NH3) er en uladet nukleofil og hvor nitrogenatomet har et enslig ledig elektronpar. «S»-substitusjon og «n»- nukleofil.
Nukleofile kjemiske grupper er karbanion (-C:-), et uladet amin (-N:), imidazol (N:) og hydroksidanion (HO:-).
Substitusjonsreaksjoner er en reaksjon hvor et atom eller kjemisk gruppe blir erstattet (substituert) av et annet atom eller annen funksjonell kjemisk gruppe. Substitusjonsreaksjoner kan være enten nukleofile eller elektrofile. «E» blir brukt tilsvarende for elimineringsreaksjoner hvor Se2 har en elektrofil substitusjon.
S-adenosylmetionin med et positivt sulfonium ion overfører sin metylgruppe til andre stoffer i dyr og planter ved nukleofil substitusjon. katalysert av metyltransferaser i metyleringsreaksjoner.