釋義
甲醛本身不含α-H，不能自身縮合，但在鹼如氫氧化鈣、碳酸鉀、碳酸氫鈉、三烷基胺等的催化下，可與含α-H的醛、酮進行羥醛縮合，在醛、酮的α-碳原子上引入羥甲基，此反應稱為羥甲基化反應，也就是所謂的Tollens縮合，生成的產物是β-不飽和醛、酮。該反應在藥物合成中套用廣泛。
甲醛和乙醛發生交叉羥醛縮合反應，乙醛α-碳原子上氫被羥甲基取代，這就是羥甲基化反應。乙醛α-碳原子上有三個氫，都可以被羥甲基取代，生成三羥甲基乙醛，它的醛基再被甲醛還原為羥甲基，就成為具有四個羥甲基的季戊四醇。通過羥甲基反應，可以在有機化合物分子中引入多個羥基，是合成多元醇的重要方法。
舉例
甲醛與丙酮能發生羥甲基化反應，反應方程式如下圖所示：
甲醛與丙酮的縮合反應在氫氧化鈉鹼性40至42度條件下先生成羥甲基化的酮類化合物中間體，在乙二酸存在的條件下可以發生消除脫水反應，生成α，β-不飽和酮的化合物。
在氯黴素（Chloramphenicol）的合成中，甲醛和對硝基-（α-乙醯胺基）苯乙酮在碳酸氫鈉的催化下，縮合得到對硝基-（α-乙醯胺基-β-羥基）-苯丙酮。如下圖所示：
羥甲基化反應利尿藥依他尼酸（Ethacrynic acid）的合成是以2，3-二氯苯甲醚為原料，經過Friedel-Crafts醯化反應、O-烷基化反應，得到2，3-二氯-4-丁醯基苯氧乙酸，最後與甲醛縮合製得的。
依他尼酸的合成由於甲醛和不和α-氫的醛在濃鹼中能發生康尼扎羅歧化反應，因此甲醛的羥甲基化反應和交叉康尼扎羅反應能同時發生，這是製備多羥基化合物的有效方法。如血管擴張藥硝酸戊四醇酯的中間體的合成。
硝酸戊四醇酯的中間體合成