將磺酸基(—SO2OH)引入聚合物分子中的反應。常用的磺化劑是濃硫酸、氯磺酸、三氧化硫、硫醯氯等，有時可用硫酸銀作催化劑，加速反應的進行。
高分子磺化反應是高分子有機合成中製備重要中間體的基礎。酚醛樹脂、聚烯烴、合成及天然橡膠、纖維素、蛋白質、帶芳香環的聚矽烷、聚乙烯醇等聚合物磺化後，磺化物可以進一步進行其他反應，從而制得帶多種不同功能基的聚合物。
高分子磺化產物物相當於大分子多元強酸，構成瞭可溶性聚電解質。由於磺酸基的親水性和高分子鏈的親油性，所形成的聚合物可以用做陰離子表面活性劑。
所有帶芳香環的聚合物的磺化過程，常伴隨著砜基(—SO2—)的生成。這樣，會使線型高分子發生交聯，變成不溶、不熔的化合物。交聯聚苯乙烯的磺化是制取陽離子交換樹脂的基礎，通過控制反應條件，可以制得多種性能優異的產物。