它是通过与羰基化合物（醛、酮、酯）进行亲核加成反应实现的，这种反应又称做格林尼亚反应。以丙酮的格林尼亚反应为例，机理如下：选择不同的反应物可以得到不同的醇，如：注意氧原子连的镁卤基团只有经水解才能脱去。实际上，研发这种试剂的初衷是找一种通过取代反应接长碳链的物质，然而反应速度很慢。后来它在加成反应上的作用被发现，它才被广泛使用。格氏试剂也可与RC≡N等发生加成：
与活泼氢的反应.格氏试剂与活泼氢的反应是制备烷烃的方法之一：
与卤代烃作用.格