La réaction entre le chlore et le butane est une réaction de substitution radicalaire. Dans ce type de réaction, un atome de chlore remplace un atome d'hydrogène dans la molécule de butane. La réaction est initiée par la formation d’un radical chlore, qui est un atome hautement réactif avec un électron non apparié. Ce radical peut alors réagir avec un atome d’hydrogène dans la molécule de butane, formant une molécule de chlorure d’hydrogène et un radical butyle. Le radical butyle peut alors réagir avec une autre molécule de chlore, formant une molécule de chlorure de butyle et un nouveau radical chlore. Ce processus peut se poursuivre jusqu'à ce que tous les atomes d'hydrogène de la molécule de butane aient été remplacés par des atomes de chlore.

La vitesse d'une réaction de substitution radicalaire est influencée par un certain nombre de facteurs, notamment la concentration des réactifs, la température et la présence d'inhibiteurs ou de catalyseurs. La réaction est également plus susceptible de se produire si l’atome d’hydrogène remplacé est situé sur un atome de carbone tertiaire (un atome de carbone lié à trois autres atomes de carbone).

La réaction entre le chlore et le butane est un processus industriel important pour la production d'hydrocarbures chlorés, utilisés comme solvants, réfrigérants et plastiques.