Kemisk kinetik, den gren af den fysiske kemi, der beskæftiger sig med at forstå hastigheden af kemiske reaktioner. Den står i modsætning til termodynamikken, som beskæftiger sig med den retning, hvori en proces foregår, men som i sig selv ikke fortæller noget om dens hastighed. Termodynamikken er tidens pil, mens den kemiske kinetik er tidens ur. Kemisk kinetik vedrører mange aspekter af kosmologi, geologi, biologi, ingeniørvidenskab og endda psykologi og har således vidtrækkende konsekvenser. Principperne i kemisk kinetik gælder både for rent fysiske processer og for kemiske reaktioner.
En af grundene til kinetikkens betydning er, at den giver beviser for mekanismerne i kemiske processer. Ud over at være af iboende videnskabelig interesse er viden om reaktionsmekanismer af praktisk betydning, når man skal beslutte, hvad der er den mest effektive måde at få en reaktion til at ske på. Mange kommercielle processer kan foregå ad alternative reaktionsveje, og viden om mekanismerne gør det muligt at vælge reaktionsbetingelser, der favoriserer én vej frem for andre.
En kemisk reaktion er pr. definition en reaktion, hvor kemiske stoffer omdannes til andre stoffer, hvilket betyder, at kemiske bindinger brydes og dannes, således at der sker ændringer i atomernes relative positioner i molekylerne. Samtidig sker der forskydninger i arrangementerne af de elektroner, der danner de kemiske bindinger. En beskrivelse af en reaktionsmekanisme skal derfor omhandle atomernes og elektronernes bevægelser og hastigheder. Den detaljerede mekanisme, hvormed en kemisk proces finder sted, betegnes som reaktionsvejen eller reaktionsgangen.
Den store mængde arbejde, der er udført inden for kemisk kinetik, har ført til den konklusion, at nogle kemiske reaktioner foregår i et enkelt trin; disse er kendt som elementarreaktioner. Andre reaktioner foregår i mere end ét trin og siges at være trinvise, sammensatte eller komplekse. Målinger af hastigheden af kemiske reaktioner under forskellige betingelser kan vise, om en reaktion foregår i et eller flere trin. Hvis en reaktion er trinvis, giver kinetiske målinger beviser for mekanismen for de enkelte elementære trin. Visse ikke-kinetiske undersøgelser giver også oplysninger om reaktionsmekanismer, men man kan kun vide lidt om en mekanisme, før dens kinetik er blevet undersøgt. Selv da må der altid være en vis tvivl om en reaktionsmekanisme. En undersøgelse, kinetisk eller anden, kan modbevise en mekanisme, men kan aldrig fastslå den med absolut sikkerhed.