叔丁基鋰是一種化學化合物，公式為(CH3)3CLi。作為一種有機鋰化合物，它可以應用于有機合成，因為它是一種強堿，能夠使許多碳分子（包括苯）去質子化。叔丁基鋰以碳氫化合物溶液的形式在市場上出售；通常不在實驗室中制備。

叔丁基鋰是通過用金屬鋰處理叔丁基氯來進行商業生產。它的合成是由R.B.Woodward在1941年首次報告的。

與其他有機鋰化合物一樣，叔丁基鋰是一種簇狀化合物。正丁基鋰以六聚體和四聚體的形式存在，而叔丁基鋰只以立方體結構的四聚體存在。有機鋰簇中的結合涉及西格瑪脫域和重要的李-李結合。盡管其結構復雜，叔丁基鋰在方程式中通常被描述為一個單體。叔丁基鋰中的鋰碳鍵是高度極化的，具有大約40%的離子特性。該分子的反應就像一個碳離子，正如這兩個共振結構所代表的那樣。

叔丁基鋰是著名的碳酸（C-H鍵）的去質子化。一個例子是烯丙醇的雙重去質子化。其他的例子是乙烯基醚的去質子化。與正丁基鋰結合，叔丁基鋰單質化二茂鐵。叔丁基鋰去質子化二氯甲烷。H2CCl2+RLi→HCCl2Li+RH與正丁基鋰類似，叔丁基鋰可用于鋰-鹵素交換反應。

為了盡量減少溶劑的降解，涉及叔丁基鋰的反應通常在非常低的溫度下在特殊溶劑中進行，如特拉普混合溶劑。與其他烷基鋰化合物相比，叔丁基鋰更容易與醚發生反應。在二乙醚中，叔丁基鋰的半衰期在0℃下約為60分鐘。它對四氫呋喃（THF）的反應性更強，THF溶液在-20℃時的半衰期約為40分鐘。在二甲氧基乙烷中，半衰期在-70&nbsp.℃時約為11分鐘在這個例子中，顯示了叔丁基鋰與（THF）的反應。

叔丁基鋰是一種發火物質，意味著它在暴露于空氣中時會自燃。為了防止這種化合物與氧氣和濕氣發生劇烈反應，無空氣技術非常重要。t-BuLi+O2→t-BuOOLit-BuLi+H2O→t-BuH+LiOH普通商業制劑中使用的溶劑本身是易燃的。雖然可以用插管轉移的方式來處理這種化合物，但針頭或插管頂端的微量叔丁基鋰可能會被點燃，并被鋰鹽堵塞在插管中。雖然一些研究人員將這種試驗光效應視為產品是新鮮的，沒有因時間或不當的儲存/處理而降解的標志，但其他研究人員更喜歡將針尖或插管封閉在一個短玻璃管中，用惰性氣體沖洗，并在兩端用隔膜密封。