Les formes céto et énol sont connues sous le nom de tautomères et elles s'interconvertissent (ou tautomérisent) constamment entre les deux formes dans des conditions catalysées par un acide ou une base. Les deux réactions impliquent les mêmes étapes – protonation et déprotonation – bien que dans l’ordre inverse.
La réaction catalysée par une base est initiée par l'abstraction de l'hydrogène α du composé carbonyle. Cette abstraction forme un carbanion qui est stabilisé par délocalisation de la charge négative à travers la liaison carbonyle.
La résonance aboutit à un ion énolate plus stable avec un changement négatif concentré sur l’atome d’oxygène. L'ion énolate ainsi formé est protoné pour donner le tautomère énol.
Dans la tautomérie céto-énol catalysée par un acide, l'acide protonne l'oxygène carbonyle pour former un intermédiaire ionique oxonium. L'ion oxonium subit une stabilisation par résonance en déplaçant les électrons π de la liaison C=O vers l'oxygène protoné. L’hydrogène α est ensuite déprotoné pour former le tautomère énol.