ヒドロキシル化(ヒドロキシルか、英: hydroxylation、現IUPAC名称にならうとヒドロキシ化)は、有機化合物に酸化あるいは置換反応させながら1つ以上のヒドロキシ基(ヒドロキシル基)を導入する反応である。生化学では、酸化還元酵素の一つであるヒドロキシラーゼによって容易に起こる。