Femtokemi er en gren af fysisk kemi , der studerer kemiske reaktioner over meget korte tidsintervaller, i størrelsesordenen femtosekunder (deraf navnet). For arbejde på dette område modtog A. Zewail Nobelprisen i kemi i 1999: "for real-time studier af kemiske reaktioner ved hjælp af femtosekund spektroskopi ". Hovedresultatet af arbejdet er, at det blev muligt at observere strømmen af elementære kemiske reaktioner "i realtid" og derved skabte en ny gren af kemien - femtokemi, som studerer kemiske processer i femtosekundets tidsinterval (10 -15 - 10) -12 sekunder ). Studiet af elementære reaktioner er engageret i et særligt afsnit af kemi- kemisk dynamik . Hovedopgaven for kemisk dynamik er at bestemme strukturen af overgangstilstanden og spore dynamikken i dens dannelse og henfald i realtid.
Udviklingen af lasere og især lasere af ultrakorte pulser udvidede kemiens horisonter og gav et gennembrud i studiet af kinetikken af elementære kemiske interaktioner ( 10-100 fs eller 10-14-10-13 s ). Disse tider er meget kortere end oscillationsperioden for atomer i molekyler (100 fs – 10 ps eller 10–13–10–11 s ). Takket være dette forhold mellem gange "ser" femtokemi selve den kemiske reaktion - hvordan atomer bevæger sig i tid og rum, når udgangsforbindelserne omdannes til produkter. Dette er en stor bedrift af moderne kemi: det åbnede op for direkte måder at studere mekanismerne for kemiske reaktioner på og dermed måder at kontrollere reaktioner på. Fremskridtene i brugen af femtosekundpulser førte til opdagelsen af en anden videnskab - femtobiologi . Egenskaber ved femtosekundpulser gør det muligt: at give høj tidsmæssig opløsning, at danne sammenhængende vibrations-rotationsbølgepakker, let at udføre multifotonabsorptionsprocesser , at virke på den potentielle energioverflade . Hovedretningerne for dette nye forskningsfelt er studiet af detaljerede mikroskopiske kemiske processer og deres kontrol på femtosekunds tidsskala.