Los haluros de alquilo pueden ser sintetizados a partir de alcanos, alquenos o alcoholes.
Desde alcanos
Los alcanos reaccionan con halógenos (habitualmente cloro y bromo, ya que con el flúor pueden reaccionar violentamente y el yodo no reacciona) mediante una halogenación radicalaria. En esta reacción un átomo de hidrógeno es eliminado del alcano, y a continuación sustituido por un átomo de halógeno a través de una reacción con la molécula diatómica del halógeno. Esto es:
Etapa 1: X2 ? 2 X• (Iniciación)
Etapa 2: X• + R-H ? R• + HX (1ª etapa de propagación)