遷移状態理論
ポテンシャルエネルギー面の概念はTSTの発展において非常に重要であった。この概念の基礎は1913年にルネ・マルセランによって築かれた。マルセランは、化学反応の進行が原子の運動量と距離の座標を持つポテンシャルエネルギー面における点として記述できると理論化した。
1931年、ヘンリー・アイリングとマイケル・ポランニーは以下の反応に対するポテンシャルエネルギー面を構築した。この面は、量子力学的諸原理ならびに振動周波数および解離エネルギーの実験データに基づく3次元図である。
H + H2 → H2 + H
アイリングとポランニーの構築から1年後、ハンス・ペルツァーとユージン・ウィグナーはポテンシャルエネルギー面上の反応の進行をたどることによって重要な貢献を行った。この成果の重要性は、初めてポテンシャルエネルギー面における鞍点(鞍部(英語版))の概念が議論されたことであった。彼らは反応の速度が鞍部を経る系の運動によって決定される、と結論付けた。
典型的には、律速点(最低鞍点)は初期の基底状態と同じエネルギー面上に位置している、と仮定されてきた。しかしながら、最近、半導体および絶縁体中で起こる過程についてはこれは誤っているかもしれないことが明らかにされた。これらの材料中では、初期励起状態が、初期基底状態の面上の鞍点よりも低い鞍点を通過することができる。