卤代甲烷化合物是甲烷（CH4）当中一个或多个氢被卤素取代基（主要是氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I））所取代的化合物。卤代甲烷可以在海洋环境的自然界存在，也可以由人工制成，最受注意的是作为制冷剂、溶剂与及推进剂等。很多卤代甲烷由于曝露在高空的紫外光中会破坏保护地球的臭氧层而受到广泛注视。

合成

工业合成

　　各种卤代甲烷可以通自由基取代反应合成。有能量(热或紫外线)的输入下，卤素均裂成两个自由基。甲烷和自由基发生链增长，产生甲基自由基({\displaystyle{\ce{CH3.}}}{\displaystyle{\ce{CH3.}}})。生成的{\displaystyle{\ce{CH3.}}}{\displaystyle{\ce{CH3.}}}不稳定，与卤素生成卤代甲烷。

　　{\displaystyle\mathrm{X}-\;\mathrm{X}\;\xrightarrow{UV/heat}\;{\mathrm{X}\cdot}+{\mathrm{X}\cdot}}{\displaystyle\mathrm{X}-\;\mathrm{X}\;\xrightarrow{UV/heat}\;{\mathrm{X}\cdot}+{\mathrm{X}\cdot}}

　　{\displaystyle{\ce{CH4+X.->CH3.+H-X}}}{\displaystyle{\ce{CH4+X.->CH3.+H-X}}}

　　{\displaystyle{\ce{CH3.+X-X->CH3X+X.}}}{\displaystyle{\ce{CH3.+X-X->CH3X+X.}}}

　　其中X表示卤素

　　此反应还可生成二卤甲烷。

　　{\displaystyle{\ce{CH3X+X.->CH2X.+H-X}}}{\displaystyle{\ce{CH3X+X.->CH2X.+H-X}}}

　　{\displaystyle{\ce{CH2X.+X-X->CH2X2+X.}}}{\displaystyle{\ce{CH2X.+X-X->CH2X2+X.}}}

　　三卤甲烷及四卤甲烷亦然。

自然界合成

　　陆生植物、真菌、光合微生物等可自行合成卤代甲烷，这些植物都拥有卤代甲烷转移酶。小部分热带植物可合成氯甲烷，如藜木科植物有氯甲烷转移酶。

危害

　　卤代甲烷大多含有毒性，其中氯甲烷和溴甲烷破坏臭氧层，而碘甲烷则影响气溶胶和臭氧的生成。

用途

　　卤代甲烷可用作熏蒸剂以驱虫。此外，卤代甲烷还是无数化学反应的前体