含有α-氫原子的酯在堿的作用下縮合生成β酮酯的反應。該反應於1887年由L.克萊森首先發現。其反應機理為：
由上可見，雖然乙酸乙酯的酸性很弱，難難以在堿的作用下生成穩定的乙酸乙酯負離子-CH2COOC2H5，但產物β酮酯的酸性較強，能形成較穩定的負碳離子〔式(4)〕，有利於整個反應的平衡向右移動。一旦有少量乙酸乙酯負離子形成，反應便可不斷地進行下去，直至完全。
一般酯類化合物的α氫原子的酸性均很弱，克萊森縮合反應必須用較強的堿催化。常用的堿有醇鈉、氨基鈉、氫化鈉（鉀）等。原則上，堿性愈強愈有利於縮合反應的進行。有些酯，由於縮合後的產物不含活潑氫，不能依靠生成穩定的負碳離子而使平衡向生成物的方向移動，因此需要很強的堿（例如用三苯甲基鈉）才能使反應進行下去：
克萊森縮合反應除進行酯的自身縮合外，還可與含有活潑α氫原子的其他酯、酮、腈等在堿催化下發生縮合反應，生成相應的β酮酯、β－二酮或β酮腈等。