A síntese de desidratação, ou uma reação de desidratação, é uma reação química associada à perda de uma molécula de água entre dois compostos. A síntese de desidratação é um tipo de reação de condensação, que é o que ocorre quando duas moléculas junte-se para fazer uma molécula maior enquanto perde uma molécula pequena.
Os agentes desidratantes típicos em síntese orgânica são ácido sulfúrico, ácido fosfórico concentrado ou óxido de alumínio quente. No entanto, devido à complexidade de algumas das reações, os experimentos devem ser realizados em áreas bem ventiladas, pois o vapor produzido pode ser perigoso. O que ocorre durante a hidrólise, ou uma reação de hidratação, é o oposto dos eventos de uma reação de desidratação.