Chemische kinetiek, de tak van de fysische chemie die zich bezighoudt met het begrijpen van de snelheid van chemische reacties. Zij moet worden vergeleken met de thermodynamica, die zich bezighoudt met de richting waarin een proces verloopt, maar die op zichzelf niets zegt over de snelheid ervan. De thermodynamica is de pijl van de tijd, terwijl de chemische kinetica de klok van de tijd is. Chemische kinetica houdt verband met vele aspecten van kosmologie, geologie, biologie, techniek en zelfs psychologie en heeft dus verstrekkende implicaties. De principes van de chemische kinetiek zijn zowel van toepassing op zuiver fysische processen als op chemische reacties.
Een van de redenen voor het belang van kinetica is dat het bewijs levert voor de mechanismen van chemische processen. Kennis van de reactiemechanismen is niet alleen van intrinsiek wetenschappelijk belang, maar is ook van praktisch nut om te bepalen wat de meest doeltreffende manier is om een reactie te laten verlopen. Veel commerciële processen kunnen via alternatieve reactiepaden verlopen, en kennis van de mechanismen maakt het mogelijk reactievoorwaarden te kiezen die het ene pad bevoordelen boven het andere.
Een chemische reactie is per definitie een reactie waarbij chemische stoffen worden omgezet in andere stoffen, hetgeen betekent dat chemische bindingen worden verbroken en gevormd zodat er veranderingen optreden in de relatieve posities van atomen in moleculen. Tegelijkertijd treden er verschuivingen op in de rangschikking van de elektronen die de chemische bindingen vormen. Een beschrijving van een reactiemechanisme moet dus gaan over de bewegingen en snelheden van atomen en elektronen. Het gedetailleerde mechanisme waarmee een chemisch proces verloopt, wordt het reactiepad of -pad genoemd.
De grote hoeveelheid werk die op het gebied van de chemische kinetiek is verricht, heeft tot de conclusie geleid dat sommige chemische reacties in één enkele stap verlopen; deze staan bekend als elementaire reacties. Andere reacties verlopen in meer dan één stap en worden stapsgewijze, samengestelde of complexe reacties genoemd. Metingen van de snelheid van chemische reacties onder verschillende omstandigheden kunnen aantonen of een reactie in één of meer stappen verloopt. Als een reactie stapsgewijs verloopt, leveren kinetische metingen gegevens op over het mechanisme van de afzonderlijke elementaire stappen. Informatie over reactiemechanismen wordt ook verkregen door bepaalde niet-kinetische studies, maar over een mechanisme is weinig bekend zolang de kinetiek ervan niet is onderzocht. Zelfs dan moet er altijd enige twijfel blijven bestaan over een reactiemechanisme. Een al dan niet kinetisch onderzoek kan een mechanisme weerleggen, maar kan het nooit met absolute zekerheid vaststellen.