每一个基本反应都有其过渡态。化学动力学的关键问题是反应速率和温度、反应物浓度及使用的催化剂之间的关系，以及可以如何调整催化剂及反应条件以达到最佳的反应速率。化学反应的速率只和反应物浓度、催化物及温度有关，不需要知道混合物中所有粒子的位置及速率，这是统计力学中的一个特例。统计力学是物理化学中的一个主题，是描述一个有相当大数量（数量级可能会到阿伏伽德罗常数6 x 10）粒子的系统可以用像压力、温度及浓度几个参数来描述，这是物理化学和物理重叠的部份。统计力学也提供方式可以用分子的性质来预测人们日常生活看到的许