ในทางเคมี ปฏิกิริยาฟอสฟอรีเลชั่น (อังกฤษ: phosphorylation) ของโมเลกุลใด ๆ คือการติดหมู่ฟอสฟอริล (phosphoryl group) เข้าไปในโมเลกุลนั้น ๆ ทั้งฟอสฟอรีเลชั่นแลปฏิกิริยาคู่ตรงข้ามข้องมัน ปฏิกิริยาดีฟอสฟอรีเลชั่น (dephosphorylation) ล้วนเป็นส่วนจำเป็นในหลาย ๆ กระบวนการภายในเซลล์ในทางชีววิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งการฟอสฟอรีเลชั่นโปรตีน (Protein phosphorylation) นั้นมีความสำคัญมากต่อการดำเนินงานของเซลล์ เช่น เอนไซม์เกือบครึ่งหนึ่งที่บรรจุภายใน Saccharomyces cerevisiae สามารถถูกกระตุ้น (และถูกยับยั้ง) ได้โดยการฟอสฟอรีเลชั่น (และดีฟอสฟอรีเลชั่น) ที่ซึ่งควบคุมการทำงานของมันได้[1][2][3] โปรตีนจำนวนมาก (ระหว่าง 1/3 ถึง 2/3 ของโปรตีโอม: proteome ในยูคารีโอต[4][5]) นั้นถูกฟอสฟอรีเลตชั่วคราว เช่นเดียวกับน้ำตาล ลิปิด และโมเลกุลเชิงชีววิทยาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง