(1, wiskunde) omvat in meer algemene zin het vervangen van bepaalde elementen ener verzameling door andere, al of niet tot dezelfde verzameling behorende elementen of door andere verzamelingen (voorbeelden:
1. door in de verzameling der natuurlijke getallen voor ieder getal het dubbele daarvan te substitueren ontstaat de verzameling der even getallen;
2. door onderlinge substitutie van de elementen ener eindige rij van elementen ontstaan de permutaties dier rij). Meer in het bijzonder duidt men in de algebra als substitutie of transformatie het vervangen van bepaalde symbolen door andere symbolen of combinaties van symbolen aan.
(2, organische chemie) noemt men het verschijnsel, dat een atoom of een atoomgroep een ander atoom in een organische verbinding kan vervangen. Men neemt gewoonlijk aan, dat bij substitutie de ingevoerde groep komt op de plaats van de vervangen groep. Soms is dit onjuist; zo geven zowel ortho-, meta- als parabenzoldisulfonzuur bij smelten met kaliloog metadihydroxybenzol of resorcine.