羧酸衍生物的亲核取代反应是分亲核加成和消除两步完成的。在第一步亲核加成中，反应的活性主要取决于羰基的电子效应和空间位阻。羰基碳上所连的基团吸电子效应越强，体积越小，越有利于加成。羧酸衍生物吸电子效应强弱为：-X>-OCOR’>-OR>-NH2。在第二步消除反应中，离去基团的碱性越弱，越易离去。
离去基团的碱性强弱顺序为：NH2->RO->RCOO->X-。故离去能力为：X->RCOO->RO->NH2-。综上所述，羧酸衍生物的亲核取代反应活性为：酰卤>酸酐>酯>酰胺。