d3sp杂化(英语:d3sp hybridization)是指一个原子内的三个d轨道、一个s轨道和一个p轨道发生杂化的过程。原子发生d3sp杂化后,上述d轨道、s轨道和p轨道便会转化成为五个杂化轨道,称为“d3sp杂化轨道”。五个d3sp杂化轨道分别存在于两个平面上,其中,位于水平面的三个杂化两两之间的夹角皆为120°,另有两个杂化轨道位于轴向平面、对称地分布于水平平面两侧。一般认为d3sp杂化的水平杂化轨道是由d、d和s轨道组成的,轴向杂化轨道由d和p组成。d3sp杂化一般发生在分子形成过程中。杂化过程中,能量相近的d轨道、s轨道和p轨道发生叠加,不同类型的原子轨道重新分配能量并调整方向。
因为d3sp杂化轨道与dsp3杂化轨道相似,两者常被等同看待。d3sp杂化轨道的能量比较低,因此较为稳定。所以dsp3杂化可以转变为d3sp杂化。