Als Alkylanzien (veraltet auch Alkylantien, Singular: das Alkylans) werden chemische Alkylierungsmittel bezeichnet, die Alkylgruppen in die DNA einführen. Dabei entstehen DNA-Addukte. Sie interferieren als DNA-Schaden unter anderem mit der DNA-Methylierung und können Erbinformationen nachhaltig verändern. Aufgrund einer fehlerhaften DNA-Reparatur entstehen teilweise Mutationen. In höheren Konzentrationen führen sie zu Strangbrüchen der DNA. Bifunktionelle Alkylanzien können zudem zwei DNA-Stränge chemisch dauerhaft verknüpfen. Alle Alkylanzien sind potentiell mutagen und karzinogen.
Alkylanzien werden als Zytostatika (Medikamente für die Chemotherapie zur Behandlung von Krebs) eingesetzt sowie in der Wasseraufbereitung und in der Nahrungsmittelindustrie als Kaltentkeimungsmittel und in der Molekularbiologie als Ribonuklease-Inhibitoren.