Ένας μηχανισμός αντίδρασης είναι η γραφή βήμα προς βήμα του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί μια χημική αντίδραση. Συνήθως, μόνο η συνολική αλλαγή μπορεί να φανεί σε μια αντίδραση. Τα πράγματα που γίνονται ενδιάμεσα αντιδρούν πολύ γρήγορα για να γίνουν αντιληπτά. Αυτά ονομάζονται ενδιάμεσα προϊόντα, και κατά τη μετάβαση από το ένα ενδιάμεσο προϊόν στο άλλο διασχίζεται μια μεταβατική κατάσταση. Ωστόσο, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε όλα τα βήματα που κάνουν τη συνολική αλλαγή. Αυτό συμβαίνει επειδή τότε μπορεί κανείς να κατανοήσει πιο δύσκολες αντιδράσεις ή να προσπαθήσει να κάνει μια αντίδραση να λειτουργήσει με συγκεκριμένο τρόπο.

Υπάρχουν πολλοί τύποι μηχανισμών αντίδρασης. Στην οργανική χημεία, οι πιο συνηθισμένοι είναι η πυρηνόφιλη υποκατάσταση, η απαλοιφή και η προσθήκη. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν μερικές φορές την ώθηση με βέλη για να σχεδιάσουν πώς μετακινούνται τα ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης. Αυτό καθιστά εύκολο να δούμε ποιοι δεσμοί σχηματίζονται και ποιοι διασπώνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.