本反应中，烯烃和乙酸汞(AcO–Hg–OAc)在水溶液中反应，双键两端分别接上乙酸汞基团(HgOAc)与羟基(OH)。该反应不经历碳正离子中间体，为反式加成反应(两基团互为反式)，且遵从马尔科夫尼科夫规则（羟基被加到较多个取代基的碳上)。之后通常进行还原性的脱汞反应。两步反应合称羟汞化还原反应或羟汞化脱汞反应。
反应机理.羟汞化反应可分为三个步骤(如右图):第一步，烯烃的双键对乙酸汞进行亲核进攻，使一个乙酸负离子离去，随后汞原子上的孤对电子对攻击双键上的一个碳，形成汞鎓正离子