化学动态学的产生及发展，是化学动力学研究从宏观转向微观的必然结果。化学动态学以量子力学为理论基础，以分子束、激光、计算机等高技术为主要实验手段，从微观角度研究基元反应。一个化学反应过程，实际包含着许多基元反应，在基元反应中，处于特定量子态（电子的、振动的、转动的和取向的能级），并且具有一定平动能的反应物，通过分子碰撞或散射转变为特定量子态的产物。因此，研究基元反应的化学又称为态-态化学。化学动力学只能阐述化学反应速度与反应物浓度之间的关系，测定化学反应速度常数，而化学动态学却可以弄清反应体系在分子层次的动力学行为，这对于解释反应体系的宏观动力学现象至关重要。

化学动态学从理论和实验两个方面对反应体系进行研究。在理论方面，用量子力学理论方法计算反应体系的势能面，从理论上阐明态-态反应的几率、反应截面、分子在能级间的跃迁过程以及过渡态的行为。在实验方面，研究化学动态学的实验设备多种多样，例如交叉分子束装置、分子束与激光交叉分子光解谱仪、分子束-表面散射实验装置、脉冲分子束和超声射流实验装置等。