Σε μια χημική αντίδραση, η μεταβατική κατάσταση είναι το σημείο όπου υπάρχει η μέγιστη τιμή ενέργειας. Η ενέργεια αυτή ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης. Όταν δύο ή περισσότερα μόρια αναμιγνύονται, θα χτυπηθούν μεταξύ τους. Εάν χτυπήσουν με αρκετή ενέργεια ώστε να περάσουν από τη μεταβατική κατάσταση, θα αντιδράσουν και θα σχηματίσουν νέα μόρια. Στη μεταβατική κατάσταση σχηματίζονται νέοι δεσμοί, ενώ οι παλιοί διασπώνται. Σε μια γραφική παράσταση ή ένα σχέδιο, η μεταβατική κατάσταση σημειώνεται συχνά με το σύμβολο του διπλού στιλέτου ‡.
Είναι πολύ δύσκολο να μελετηθεί μια μεταβατική κατάσταση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ενέργεια είναι τόσο υψηλή που τα μόρια θα παραμείνουν σε αυτή τη μορφή για πολύ μικρό χρονικό διάστημα, συνήθως femtoseconds. Είναι σημαντικό να μην συγχέουμε τις μεταβατικές καταστάσεις με τις ενδιάμεσες καταστάσεις. Οι ενδιάμεσες καταστάσεις βρίσκονται σε ελάχιστα σημεία ενέργειας και μπορούν να ζήσουν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Όπως και μια μεταβατική κατάσταση, ωστόσο, ένα ενδιάμεσο βρίσκεται μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων μιας αντίδρασης.
Η μελέτη των μεταβατικών καταστάσεων είναι πολύ σημαντική για την κατανόηση των μηχανισμών των αντιδράσεων. Υπάρχουν θεωρίες και προγράμματα υπολογιστών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό του τρόπου με τον οποίο μοιάζει η κατάσταση μετάβασης. Αυτό αποτελεί μέρος της χημικής κινητικής.

