Reaksi penataan ulang adalah proses yang mengubah struktur molekul menjadi bentuk baru melalui pemindahan gugus antara atom dalam molekul. Contoh reaksi ini termasuk penataan ulang pinacol-pinacolone, yang melibatkan dehidrasi 1,2-diol menjadi keton, dan penataan ulang Curtius, yang mengubah asam azida menjadi isosianat. Proses ini terjadi di bawah kondisi khusus dan sering kali melibatkan reaksi asam yang diperlukan untuk mempercepat reaksi.