Un mécanisme de réaction consiste à écrire pas à pas comment fonctionne une réaction chimique. Habituellement, seul le changement global peut être observé dans une réaction. Les éléments intermédiaires réagissent trop rapidement pour être visibles. On les appelle des intermédiaires, et en passant d'un intermédiaire à l'autre, un état de transition est franchi. Cependant, il est important de comprendre toutes les étapes qui font le changement total. En effet, on peut alors comprendre des réactions plus difficiles ou essayer de faire fonctionner une réaction d'une certaine manière.

Il existe de nombreux types de mécanismes de réaction. En chimie organique, les plus courants sont la substitution, l'élimination et l'addition nucléophile. Les gens utilisent parfois la poussée de flèches pour dessiner comment les électrons se déplacent au cours d'une réaction. Il est ainsi facile de voir quelles liaisons sont formées et lesquelles sont rompues au cours du processus.