环加成反应（英文：Cycloaddition）是两个或多个不饱和化合物（或同一化合物的不同部分）结合生成环状化合物，并伴随有系统总键级数减少的化学反应。它可以是周环反应或非协同的分步反应。逆过程称为环消除反应。

环加成反应的两种主要类型是狄尔斯-阿尔德反应和1,3-偶极环加成反应。

根据前线轨道理论，两个分子之间的环加成反应符合以下几点：

环加成反应有两种分类方法。一种是根据参加反应的原子数标记，写为${\displaystyle (i+j+...)}$和等是参加反应的每个分子或某个分子的不同部分提供的原子数，反应后形成的新环含有的原子数应为++...。例如，狄尔斯-阿尔德反应记为(4+2)环加成反应，1,3-偶极环加成反应（如烯烃臭氧化反应的第一步加成）记为(3+2)环加成反应。

第二种是IUPAC鼓励的分类方法，也就是按照参加反应的电子数来标记，写为${\displaystyle }$轨道促使交叉中间体的生成，使得反应可以进行，生成产物二烯酮。

4n体系底物可以在受光作用下，HOMO（π成键轨道）的一个电子被激发到LUMO（π*反键）上，这样激发态的HOMO与基态的LUMO波相符合，可以发生同面-同面加成。下面肉桂酸受光激发二聚为环丁烷衍生物的反应便是一个例子。

一般地讲，环加成反应具有以下选择性规则：

以上规则只表明反应按照协同机理进行的活化能大小，并不排除反应按照其他机理进行。例如，按反应选择性规则，(2+2)环加成反应在加热时是对称性禁阻的，但二氟二氯乙烯在200°C时形成四氟四氯环丁烷似乎与以上规则相矛盾。实际上，该反应是通过一个双自由基的反应中间体进行的，并不经由协同机理。这也是很多(2+2)环化反应看上去不符合选择性规则的原因。

有些具有张力的环丙烷环系，由于具有显著的π键性质，也可以发生环加成反应。例如下图中的四环庚烷与DMAD的反应：

有些金属催化的环加成反应属于多步的非协同反应，因此被称为“表环加成反应”（Formal cycloaddition），以将它们与一步完成的周环反应相区别。一般来讲，表环加成反应包括的情况有：反应中间体为带有电荷或为自由基；产物由多步反应得到。下面便是一个表环加成反应，反应物是一个环状α,β-不饱和酮和一个烯胺，在正丁基锂作用下，发生烯胺烷基化和1,2-加成的连续反应，得到类似于环加成的产物。