Kémiai kinetika, a fizikai kémia azon ága, amely a kémiai reakciók sebességének megértésével foglalkozik. Szemben áll a termodinamikával, amely azzal foglalkozik, hogy egy folyamat milyen irányban megy végbe, de önmagában semmit sem mond annak sebességéről. A termodinamika az idő nyila, míg a kémiai kinetika az idő órája. A kémiai kinetika a kozmológia, a geológia, a biológia, a mérnöki tudományok, sőt a pszichológia számos aspektusához kapcsolódik, és így messzemenő jelentőséggel bír. A kémiai kinetika alapelvei a tisztán fizikai folyamatokra és a kémiai reakciókra egyaránt vonatkoznak.
A kinetika fontosságának egyik oka, hogy bizonyítékot szolgáltat a kémiai folyamatok mechanizmusára. Amellett, hogy a reakciómechanizmusok ismerete önmagában is tudományos érdekesség, gyakorlati haszna is van annak eldöntésében, hogy mi a leghatékonyabb módja annak, hogy egy reakció bekövetkezzen. Számos kereskedelmi folyamat lejátszódhat alternatív reakcióutakon, és a mechanizmusok ismerete lehetővé teszi, hogy olyan reakciókörülményeket válasszunk, amelyek előnyben részesítik az egyik reakcióutat a másikkal szemben.
A kémiai reakció definíció szerint olyan reakció, amelyben kémiai anyagok más anyagokká alakulnak át, ami azt jelenti, hogy kémiai kötések szakadnak meg és alakulnak ki, így a molekulákban az atomok egymáshoz viszonyított helyzete megváltozik. Ezzel egyidejűleg eltolódnak a kémiai kötéseket alkotó elektronok elrendeződései is. A reakciómechanizmus leírásának tehát az atomok és elektronok mozgásával és sebességével kell foglalkoznia. Azt a részletes mechanizmust, amely szerint egy kémiai folyamat végbemegy, reakcióútnak vagy útvonalnak nevezzük.
A kémiai kinetikában végzett hatalmas mennyiségű munka arra a következtetésre vezetett, hogy egyes kémiai reakciók egyetlen lépésben mennek végbe; ezeket elemi reakcióknak nevezzük. Más reakciók egynél több lépésben mennek végbe, és ezeket lépcsőzetesnek, összetettnek vagy összetettnek nevezzük. A kémiai reakciók sebességének mérése különböző körülmények között megmutatja, hogy egy reakció egy vagy több lépésben megy végbe. Ha egy reakció lépcsőzetes, a kinetikai mérések bizonyítékot szolgáltatnak az egyes elemi lépések mechanizmusára. A reakciómechanizmusokról bizonyos nem kinetikai vizsgálatok is szolgáltatnak információt, de egy mechanizmusról csak keveset lehet tudni, amíg annak kinetikáját nem vizsgálták. Még ekkor is mindig marad némi kétség a reakciómechanizmussal kapcsolatban. Egy vizsgálat, legyen az kinetikai vagy egyéb, megcáfolhat egy mechanizmust, de soha nem tudja azt teljes bizonyossággal megállapítani.