威廉姆遜合成法中只能選用伯鹵代烷與醇鈉為原料。因為醇鈉既是親核試劑，又是強鹼，仲、叔鹵代烷（特別是叔鹵代烷）在強鹼條件下主要發生消除反應而生成烯烴。 其取決於醇羥基的酸性，若醇是烷基醇類（羥基酸性弱）則一般都是較強的鹼，比如NaH, KH, LDA, LHMDS, NaHMDS等；而針對酚羥基這種強酸性羥基，則可以使用Na2CO3, K2CO3這樣較弱的路易斯鹼； 而有些反應甚至可以直接使用Na, K這類金屬進行氫的置換製備醇負離子。
其反應溶劑一般使用DMF，DMSO這類非質子極性溶劑，若使用乙醇一類的質子極性溶劑則非常容易讓鹵代烴發生消除反應。
其反應活性為：烷基活性：甲基> 烯丙基，苄基 > 一級碳 > 二級碳。 三級碳由於非常容易消除而很難進行取代反應。 離去基團活性： OTs, I > OMs > Br > Cl
當反應進程中有Cu以及其鹽（比如CuI）參與時，就可以合成芳香醚類(Ulmlmann 反應）
反應機理: 醇羥基在鹼性條件下形成醇負離子，進攻鹵代烴的碳正中心，鹵代烴脫去鹵素形成醚鍵。反應條件為鹼性，高濃度鹼，高溫對反應有利；水分對反應不利。
