不可逆反応（ふかぎゃくはんのう、英: irreversible reaction）とは、化学反応のうち、正反応のみが起こり逆反応が起こらないために、一方向のみに進行する反応を指す。広くは、反応生成物がさらなる化学反応などで消費される、あるいは系外へ除去されるために逆反応が起こらない反応も「反応が不可逆的に進行する」などという。反対に、逆反応が起こる化学反応は可逆反応と呼ぶ。
反応の始原系に比べ、生成系の自由エネルギーがはっきりと安定である場合は、逆反応の活性化エネルギーが高くなるために反応は不可逆となる。
不可逆反応を化学反応式で表す場合は、始原系と生成系の間に一方向の矢印を書く。
- （始原系） → （生成系）
ある条件では不可逆であるような反応も、反応温度を上げる、または適当な触媒を加えることで逆反応が無視できなくなり可逆反応となることがある。
ある始原系から生成系に至るまでに複数の不可逆反応による枝分かれがあり、それらの反応速度比により生成物に選択性があらわれた場合、それを速度論的支配による選択性という。
