香草醛、对羟基苯甲醛、紫丁香醛、甲醛都是无活泼氢的醛，在强碱作用下发生分子内和分子间氧化还原反应，生成一分子羧酸和一分子醇。首先发生碱对羰基的亲核加成，四面体型中间体再与强碱作用，失去一个质子变为双负离子（坎尼扎罗中间体）。由于氧原子带有负电荷，具有供电性，使得邻位碳原子排斥电子的能力大大增强。两个负离子中间体都可与醛作用，碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到醛的羰基碳上，形成一个醇盐负离子和一个羧酸根负离子。坎尼扎罗反应中的水可以参与反应，生成氢气，也证实了氢负转移的过程。
反应机理
该反应是一个动力学上的三级反应，对于醛是二级反应，而对于碱是一级反应：
r= k[RCHO]2[OH-]
在高浓度碱性环境下，第二个反应历程变成主要的，此时对碱成了二级反应：
r = k[RCHO]2[OH-] + k'[RCHO]2[OH-]2
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