Reaksi radikal bebas merujuk pada reaksi rantai yang terdiri dari inisiasi, propagasi, dan terminasi. Contoh reaksinya adalah klorinasi metana. Reaksi ini mencakup halogenasi alkana, pirolisis, dan auto-oksidasi. Halogenasi alkana menghasilkan senyawa alkil halida. Pirolisis adalah dekomposisi termal tanpa oksigen. Auto-oksidasi adalah oksidasi radikal bebas oleh oksigen.