指有水分子析出的反應過程。但通常不包括由水合晶體或其他水合物中脫除水分子的過程。脫水可在加熱或催化劑作用下進行，也可在與濃硫酸反應下進行；可以發生在化合物分子內部，即分子內脫水，也可以發生在同壹化合物的兩個分子之間，即分子間脫水。
脫水反應是水合反應的逆過程，通常為吸熱反應，壹般高溫低壓有利於反應進行。因此，工業上，這壹過程都在比相應的逆過程即水合較高的溫度下進行。此外，脫水過程絕大多數須在催化劑存在下進行。水合過程所用的催化劑──酸催化劑也適用於脫水，常用的是濃硫酸、磷酸、氧化鋁等。用於工業生產的主要脫水過程有：
①醇的脫水壹元醇脫水時，根據反應溫度的不同，生成烯烴或醚。例如：乙醇脫水，在170°C左右，分子內失去壹個水分子得乙烯；在140°C以下，兩個分子間脫水得二乙醚。由芳醇、氰基醇催化脫水時，得相應的烯基芳烴及不飽和腈，例如由甲基芐醇脫水可得苯乙烯；3-羥基丙腈脫水得丙烯腈。二元醇脫水時，可形成環氧化合物，如1,4-丁二醇脫水制四氫呋喃。
②酸的脫水 壹元羧酸或無機含氧酸脫水可生成酐，但通常不用其作為制酐的方法。乙酸加熱到700～750°C脫水生成乙烯酮，是制乙烯酮的主要方法。二元羧酸經加熱可在較低溫度下形成酸酐，例如由順丁烯二酸脫水制順丁烯二酸酐。硝硝酸可在五氧化二磷的存在下生成五氧化二氮（N2O5）。
③酰胺脫水 酰胺脫水可得飽和腈(或氫氰酸)，例如工業上曾由甲酰胺脫水生產氫氰酸，由己二酸二酰胺脫水生成己二腈。