正丁基锂（英文简称BuLi），常简称为丁基锂，是最重要的有机锂化合物。其被广泛使用于弹性聚合物如聚丁二烯与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯树脂（SBS）的聚合起始剂。也常在工业上与实验室中，用于有机合成中的强碱（超强碱）。
标准的正丁基锂制备方式，是将溴丁烷或氯丁烷与金属锂反应：
2 Li + C4H9X → C4H9Li + LiX
X = Cl, Br
正丁基锂最有用的化学性质之一，是它能将许多弱布朗斯特酸去除质子。叔丁基锂与仲丁基锂的碱性更强。正丁基锂可将许多种碳-氢键去除质子，尤其当共轭碱可由电子离域化作用或杂原子（非碳原子）所稳定时。例子包括末端炔（H-CC-R）、甲基硫醚（H-CH2SR）、硫缩醛（H-CH(SR)2，如二硫烷）、甲基膦（H-CH2PR2）、呋喃、噻吩、二茂铁（Fe(H-C5H4)(C5H5）等。[3]去除质子反应产物丁烷的高稳定性与挥发性带来使用上的方便，但在大规模反应中，也会因产生大量易燃气体而成为问题。
LiC4H9 + R-H → C4H10 + R-Li
正丁基锂的动力学碱性强度受到溶剂与共溶剂的影响。能与Li+形成错合物的配体，如四氢呋喃（THF）、四甲基乙二胺（TMEDA）、六甲基磷酰胺（HMPA）及1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷（DABCO）能使Li-C键结更为极性化，故能增进金属化反应的速率。这些错合物亦对锂化反应产物的分离有所助益，如著名的例子二锂代二茂铁。
Fe(C5H5)2 + 2 LiC4H9 + 2 TMEDA → 2 C4H10 + Fe(C5H4Li)2(TMEDA)2
Schlosser碱是一种混合正丁基锂与叔丁氧钾的超强碱。在动力学上此碱的反应性比正丁基锂更佳，因此常被用于较为困难的金属化反应。丁氧基阴离子与锂形成错合物，因此产生了比锂试剂反应性更高的丁基钾。
使用正丁基锂为碱的一个实例是胺基与碳酸二甲酯的加成，其中正丁基锂扮演将胺去除质子的角色：
n-BuLi + R2NH + (MeO)2CO → R2N-CO2Me + LiOMe + BuH
钠的原子半径大，难以制成类似的物质，所以没法用钠代替锂。丁基锂的性质也是独特的，是一种很重要的有机化合物，在许多方面起着其它物质无法替代的作用。
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