二羟基化反应在有机化合物分子中引入两个羟基的反应。最重要的二羟基化反应是烯烃被高锰酸钾或四氧化锇氧化成邻二醇。

烯烃被高锰酸钾氧化，是在碱性条件、和室温下进行，试剂易得，操作方便。但邻二醇在此反应条件下容易进一步氧化断裂，需要很好地控制反应条件。烯烃被四氧化锇氧化几乎能定量地得到邻二醇化合物， 但氧化剂价格昂贵，毒性较大，一般只在实验室内使用，在实际应用上受到一定限制。两个反应的产物都是顺式的，因而是制备顺式邻二羟基化合物的重要方法。