La protonation est l'addition d'un proton à un atome, une molécule ou un ion. La protonation est différente de l'hydrogénation en ce que pendant la protonation, un changement de charge des espèces protonées se produit, tandis que la charge n'est pas affectée pendant l'hydrogénation.
La protonation se produit dans de nombreuses réactions catalytiques. La protonation et la déprotonation se produisent dans la plupart des réactions acido-basiques. Lorsqu'une espèce est protonée ou dépronée, sa masse et sa charge changent, ainsi que ses propriétés chimiques sont altérées. Par exemple, la protonation peut modifier les propriétés optiques, l'hydrophobicité ou la réactivité d'une substance. La protonation est généralement une réaction chimique réversible.