飛秒化學是物理化學領域，研究極短時間尺度（大約 10-15 秒或一飛秒，因此得名）的化學反應，以研究分子（反應物）內原子重新排列以形成新的原子的行為 分子（產品）。

飛秒化學在生物學研究中的應用也有助于闡明莖環 RNA 結構的構象動力學。

許多出版物已經討論了通過這種方法控制化學反應的可能性，但這仍然存在爭議。 一些反應的步驟發生在飛秒時間尺度，有時發生在阿秒時間尺度，有時會形成中間產物。 這些反應中間體不能總是從觀察起始產物和最終產物中推斷出來。

最簡單的方法也是最常用的技術之一被稱為泵浦-探針光譜學。 在這種方法中，兩個或多個光脈沖之間具有可變時間延遲，用于研究化學反應過程中發生的過程。 xxx個脈沖（泵）通過破壞鍵或激發其中一種反應物來引發反應。 然后，第二個脈沖（探針）用于在開始后的特定時間段內詢問反應的進展情況。

隨著反應的進行，反應體系對探測脈沖的響應會發生變化。 通過連續掃描泵和探針脈沖之間的時間延遲并觀察響應，工作人員可以重建作為時間函數的反應進程。

溴離解

飛秒化學已被用于顯示溴解離的時間分辨電子階段。 當被 400 nm 激光脈沖解離時，電子在 140 fs 后完全定位到單個原子上，而 Br 原子在 160 fs 后分開 6.0 ?。