Variabelsubstitution används för att skriva om ett matematiskt uttryck genom att ersätta en variabler med en funktion av andra variabler. Det används t.ex. när man löser ekvationer av högre grad än två samt ekvationssystem. Exempelvis gör man en variabelsubstitution när man använder substitutionsmetoden. I ekvationssystemet
{y=2x+4x+6=3y
kan man substituera variabeln y med 2x+4 i den nedre ekvationen: