Las reacciones elementales son en general unimoleculares o bimoleculares, raramente trimoleculares y nunca con molecularidad superior a 3.
En general, existen varios mecanismos de reacción que son compatibles con una ecuación empírica dada. La evidencia que confirma el mecanismo propuesto puede obtenerse detectando el (los) intermedio(s) postulado(s) de la reacción. Si éstos son relativamente estables, la reacción puede congelarse drásticamente por enfriamiento o dilución y se pueden analizar químicamente los supuestos intermedios en la mezcla reactiva. Generalmente, los intermedios son demasiado inestables para ser aislados. Con frecuencia, éstos pueden detectarse espectroscópicamente. Muchos intermedios en fase gaseosa (por ejemplo, OH, CH2, CH3, H, O, C6H5) han sido detectados conduciendo parte de la mezcla de reacción a un espectrómetro de masas. Especies con electrones desapareados (radicales libres) pueden ser detectadas por resonancia de espín-electrónico. Con frecuencia, los radicales son «atrapados» condensando la mezcla que contiene el radical y un gas inerte sobre una superficie fría. Se ha encontrado que la mayoría de las reacciones en fase gaseosa son complejas y que en ellas intervienen radicales como intermedios. La confirmación de la existencia de un intermedio de reacción puede a veces obtenerse estudiando, cómo la adición de otras especies afecta a la velocidad de reacción y a los productos.
