在化學中，化學反應的過渡態是沿著反應坐標的特定構型。 它被定義為對應于沿該反應坐標的最高勢能的狀態。 它通常標有雙匕首?符號。

例如，下面顯示的過渡態發生在溴乙烷與氫氧根陰離子的 SN2 反應過程中：

反應的活化復合物可以指過渡態或沿著反應物和產物之間的反應坐標的其他狀態，尤其是那些接近過渡態的。

根據過渡態理論，一旦反應物通過過渡態構型，它們總是繼續形成產物。

過渡態的概念在許多關于化學反應發生速率的理論中都很重要。 這始于過渡態理論（也稱為活化絡合物理論），該理論由 Eyring、Evans 和 Polanyi 于 1935 年左右首先發展，并引入了化學動力學中的基本概念，這些概念至今仍在使用。

反應物分子之間的碰撞可能會或可能不會導致反應成功。結果取決于分子的相對動能、相對方向和內能等因素。即使碰撞伙伴形成活化復合物，它們也不會結合 繼續并形成產物，而復合物可能會分解回反應物。

因為過渡態的結構是沿勢能面的一階鞍點，所以反應中處于過渡態的物種數量可以忽略不計。 由于沿著勢能面處于鞍點意味著力沿著分子鍵作用，因此過渡態可以分解成較低的能量結構。 這有時通過聲明過渡態具有短暫的存在來表達，物種僅在化學鍵振動的時間尺度（飛秒）內保持過渡態結構。 然而，巧妙地操縱光譜技術可以讓我們在技術允許的時間范圍內盡可能接近。 為此開發了飛秒化學紅外光譜，可以探測非常接近轉變點的分子結構。 通常，沿著反應坐標，反應中間體的能量不會比過渡態低很多，因此很難區分兩者。

過渡態結構可以通過搜索感興趣的化學物質的勢能面 (PES) 上的一階鞍點來確定。 一階鞍點是index one的臨界點，即PES上除了一個以外的所有方向上對應最小值的位置。 這在文章幾何優化中有進一步描述。

Hammond-Leffler 假設指出，過渡態的結構更類似于產物或起始材料，這取決于哪個具有更高的焓值。 比產物更像反應物的過渡態被稱為早期，而比反應物更像產物的過渡態被稱為晚期。 因此，Hammond-Leffler 假設預測吸熱反應的晚期過渡態和放熱反應的早期過渡態。

量化過渡態延遲的無量綱反應坐標可用于測試特定反應的 Hammond-Leffler 假設的有效性。

結構相關原理指出，沿反應坐標發生的結構變化可以在基態中表現為鍵距和角度與沿反應坐標的正常值的偏差。 根據這一理論，如果一個特定的鍵長在達到過渡態時增加，那么與不共享該過渡態的化合物相比，該鍵在其基態下已經更長。 在下面描述的兩種雙環化合物中可以找到這一原理的一個證明。 左邊的是雙環 [2.2.2] 辛烯，它在 200°C 下通過逆狄爾斯-阿爾德反應擠出乙烯。

與右側的化合物（缺少烯烴基團，無法進行此反應）相比，如果理論成立，橋頭碳-碳鍵長度預計會更短，因為在接近過渡態時，該鍵會獲得雙鍵 特點。 對于這兩種化合物，基于 X 射線晶體學的預測成立。