Kemisk kinetik, den gren av fysikalisk kemi som handlar om att förstå kemiska reaktioners hastighet. Den ska jämföras med termodynamik, som handlar om i vilken riktning en process sker men som i sig inte säger något om dess hastighet. Termodynamik är tidens pil, medan kemisk kinetik är tidens klocka. Kemisk kinetik har samband med många aspekter av kosmologi, geologi, biologi, teknik och till och med psykologi och har därför långtgående konsekvenser. Principerna för kemisk kinetik gäller både för rent fysikaliska processer och för kemiska reaktioner.
En anledning till kinetikens betydelse är att den ger bevis för mekanismerna i kemiska processer. Förutom att vara av inneboende vetenskapligt intresse är kunskapen om reaktionsmekanismer av praktisk nytta när det gäller att avgöra vilket som är det mest effektiva sättet att få en reaktion att inträffa. Många kommersiella processer kan ske genom alternativa reaktionsvägar, och kunskap om mekanismerna gör det möjligt att välja reaktionsförhållanden som gynnar en väg framför andra.
En kemisk reaktion är per definition en reaktion där kemiska ämnen omvandlas till andra ämnen, vilket innebär att kemiska bindningar bryts och bildas så att det sker förändringar i de relativa positionerna av atomer i molekyler. Samtidigt sker det förskjutningar i arrangemangen av de elektroner som bildar de kemiska bindningarna. En beskrivning av en reaktionsmekanism måste därför behandla atomernas och elektronernas rörelser och hastigheter. Den detaljerade mekanism genom vilken en kemisk process sker kallas reaktionsväg, eller pathway.
Den stora mängd arbete som gjorts inom kemisk kinetik har lett till slutsatsen att vissa kemiska reaktioner går i ett enda steg; dessa är kända som elementära reaktioner. Andra reaktioner går i mer än ett steg och sägs vara stegvisa, sammansatta eller komplexa. Mätningar av kemiska reaktioners hastighet under olika förhållanden kan visa om en reaktion sker i ett eller flera steg. Om en reaktion sker stegvis ger kinetiska mätningar belägg för mekanismen för de enskilda elementära stegen. Information om reaktionsmekanismer fås också genom vissa icke-kinetiska undersökningar, men man vet inte mycket om en mekanism förrän dess kinetik har undersökts. Även då måste det alltid finnas vissa tvivel om en reaktionsmekanism. En undersökning, kinetisk eller annan, kan motbevisa en mekanism men kan aldrig fastställa den med absolut säkerhet.