串联反应又称为级联反应，通常是一系列连续的分子内有机反应，有机反应是借由高活性的中间体进行的。它使单一无环的前驱体进行有机合成为一多核分子的复合体。定义为从前提分子内去区分多组反应的反应类型。在有机合成中的串联反应的主要优点是，其反应通常是快速的，由于其分子内的性质，显示了高原子经济性，也不涉及后处理的许多中间体的隔离，并增加了反应的复杂性，使步骤有很高的效率。另外，在串联反应中，可以识别一个起始点，中继部分和终止部分。
串联反应的例子有很多（例如羟醛-季先科反应）和聚烯烃多环异构化反应。尤其是在炔化学中的例子更多。其他的炔偶联反应则是基于共同的特性来分，像是依化合物的合成类型来进行分类，例如螺模式级联。
或是以线性稠合的方式级联，透过应用分子内的赫克反应：
或是拉链模式级联：
其它的串联反应包括了狄尔斯–阿尔德反应，环氧乙烷开环反应，和葆森–侃德反应反应。环氧乙烷串联反应的一个例子是由下式某些聚醚梯形聚合物的合成所举出：
这种类型的梯形化合物发现于海洋的生命形式中，如赤潮。三环氧化合物是以过硫酸氢钾为主要氧化剂从三烯经不对称合成史氏环氧化反应制备而来。在碳酸铯(作为碱基)的存在之下,三环氧化合物的羟基被作为亲核试剂。庞大的三甲基硅基基团使得该聚醚具有正确的立体化学，它们是由氟化铯的原位除去而形成。
