Zewail studerte atomene og molekylene i «slow motion» under kjemiske reaksjoner, og så på hva som egentlig skjer når kjemiske bindinger brytes ned og nye skapes. Han benyttet en teknikk som kan beskrives som verdens raskeste kamera. Det går ut på å benytte så korte laserblink at man er nede på den tidsskalaen der reaksjonene virkelig skjer, nemlig femtosekunder (fs). Et femtosekund er 10 sekunder (0,000000000000001 sekunder), som er like kort i forhold til et sekund som et sekund er i forhold til 32 millioner år. Dette området innen den fysikalske kjemien har fått navnet .