Hybrydyzacja to pojęcie w chemii kwantowej opisujące proces mieszania się orbitali atomowych, które mają różne energie, w celu utworzenia nowych orbitali o tej samej energii (orbitale zhybrydyzowane). Nowo powstałe orbitale mają inny kształt i energię niż orbitale wyjściowe, ale umożliwiają tworzenie bardziej stabilnych wiązań chemicznych. W zależności od liczby i rodzaju mieszanych orbitali, mogą powstawać różne typy hybrydyzacji, takie jak np. sp, sp², sp³, sp³d, czy sp³d². Hybrydyzacja pomaga wyjaśnić kształty cząsteczek i kąty między wiązaniami w związkach chemicznych.