La sostituzione consiste nel rimpiazzare una sostanza, un'attrezzatura o un procedimento con un'alternativa che presenta un pericolo minore. È espressamente prevista dall'articolo 15, ed è un obbligo prioritario per gli agenti cancerogeni e mutageni, dove l'articolo 235 impone di sostituirli con sostanze o procedimenti non nocivi o meno nocivi quando tecnicamente possibile.
Nel campo chimico gli esempi tipici sono il passaggio da sgrassanti a base di solventi clorurati a sistemi di lavaggio acquosi, l'uso di vernici all'acqua al posto di quelle a solvente, l'adozione di prodotti in pasta o in granuli invece che in polvere per ridurre la frazione inalabile. Nel campo delle attrezzature si può sostituire un utensile pneumatico ad alte vibrazioni con un modello a bassa vibrazione certificata, o un carrello con motore endotermico usato al chiuso con uno elettrico.
La sostituzione richiede però una verifica attenta, perché può introdurre nuovi pericoli. Un solvente meno tossico può essere più infiammabile; un prodotto in soluzione acquosa può richiedere temperature più elevate e generare rischio di ustione; un'attrezzatura più leggera può essere meno stabile. Per questo ogni sostituzione va valutata con lo stesso metodo usato per la situazione di partenza, confrontando i due profili di rischio.
Il RSPP ha un ruolo attivo: deve leggere le schede di dati di sicurezza delle alternative, consultare il medico competente per gli effetti sulla salute e coinvolgere gli operatori nella prova, perché un prodotto rifiutato dagli utilizzatori finisce presto per non essere usato.