Telomerisatsioon on keemiline ahelreaktsioon, mille tulemusena moodustub segu erineva liitumisastmega produktidest, milles mitme monomeeri (M) molekuli kohta ühineb reeglina üks reaktsiooniahela kasvu piiramiseks lisatud komponendi (A-B) molekul.
A-B + n M → A-Mn-B, kus n = 1, 2, 3 ... 10 ...
Telomerisatsiooni eristab polümerisatsioonist just ühendi A-B lisamine, mis etendab reaktsiooniahela ülekandja (transfer) rolli, põhjustades madala polümerisatsiooniastmega produktide tekke, ning annab produktidele "algus-" ja "lõpprühma". Monomeeri M on nimetatud ka taksogeeniks ja teist komponenti A-B telogeeniks ning produkti telomeeriks.
Tavaliselt toimub telomerisatsioon katalüsaatori toimel. Reaktsiooni mehhanismi järgi on need protsessid analoogsed polümerisatsiooniprotsessidega. Telomerisatsioon võib realiseeruda katioonsete, anioonsete või radikaalsete aktiivsete intermediaatide vahendusel andes ahela kasvu (chain-growth) analoogselt ahelpolümerisatsiooniga; teatud juhtudel võib esineda astmeline (step-wise) protsess.
Telomerisatsiooni piirjuhud oleksid lihtne 1:1 liitumine (n = 1) väga reaktsioonivõimelise A-B korral ja polümerisatsioon ( n = ... 1000 ... 10000 ...) väga vähe aktiivse A-B korral.
Telomerisatsiooni protsessi kasutamine keemilises sünteesis on tihti komplitseeritud erineva liitumisastmega (n = 1, 2, 3 ...) produktide segu moodustumise tõttu. Lisaks, kui produktid sisaldavad reaktsioonivõimelisi keemilisi sidemeid (rühmi), siis lisandub ahela kasvule veel teisene liitumine. Väiksema reaktsioonivõimega lähteühendite korral on võimalikud reaktsiooni intermediaadi struktuurist tulenevad kõrvalreaktsioonid. Siiski paljudel juhtudel on reaktsioonitingimuste valikuga võimalik saavutada 1:1 (või ka 1:2) liitumisproduktide head saagised üheetapilises telomerisatsiooniprotsessis.
Kõige rohkem on uuritud ja paljudel juhtudel ka rakendust leidnud alifaatsete küllastumata ühendite (monomeeride) katioonne telomerisatsioon orgaaniliste kloriididega.