化學時鐘（或時鐘反應）是反應化合物的復雜混合物，其中由于存在可檢測量的時鐘物質，在可預測的誘導時間之后發生可觀察到的特性（變色或著色）。 在其中一種試劑具有可見顏色的情況下，超過濃度閾值會導致在可重現的時間流逝后顏色突然變化。

時鐘反應可分為三或四種類型：

最簡單的時鐘反應有兩個反應：

A → C（速率 k1）B + C → 產品（速率 k2，快）

當底物 (B) 存在時，時鐘物種 (C) 在第二個反應中迅速消耗。 只有當底物 B 全部用完或耗盡時，物質 C 的數量才會增加，從而導致顏色發生變化。 這種時鐘反應的一個例子是亞硫酸鹽/碘酸鹽反應或碘時鐘反應，也稱為 Landolt 反應。

有時，時鐘反應涉及在三個連續反應中產生中間物質。

P + Q → RR + Q → CP + C → 2R

鑒于 Q 過量，當底物 (P) 耗盡時，C 積聚導致顏色變化。

反應的基礎類似于底物耗盡時鐘反應，除了速率k2很慢導致底物和時鐘物種共存，因此不需要耗盡底物來觀察變化 彩色。 這個時鐘的例子是戊磷酸鹽/碘酸鹽反應。

此類別中的反應表現得像時鐘反應，但它們不可再現、不可預測且難以控制。 例子是亞氯酸鹽/硫代硫酸鹽和碘化物/亞氯酸鹽反應。

由于攪拌速率、總體積以及反應器幾何形狀的變化導致混合物的初始不均勻性，反應在每次運行中是不可再現的。 以具有統計意義的方式重復反應會導致可重現的累積概率分布曲線。 這個時鐘的例子是碘酸鹽/亞砷酸反應。

視情況而定，一種反應可能屬于以上一種以上的分類。 例如，碘酸鹽-亞砷酸反應可以是底物耗盡時鐘反應、自催化驅動時鐘反應和瘋狂時鐘反應。

一類例子是碘鐘反應，其中碘物質在淀粉存在下與氧化還原試劑混合。 延遲一段時間后，由于三碘化物-淀粉復合物的形成，深藍色突然出現。

可以將額外的試劑添加到一些化學鐘中以構建化學振蕩器。 例如，Briggs–Rauscher 反應是通過添加高氯酸、丙二酸和硫酸錳而衍生的碘鐘反應。