En una reacción elemental (o simple) la reacción ocurre en una única etapa. Los reactivos interaccionan de una sola vez en el espacio y el tiempo para dar los productos.
En una reacción compleja (o compuesta) la reacción se produce en varias etapas o reacciones elementales. La secuencia de etapas elementales que describe el transcurso de la reacción global se conoce como mecanismo. Las especies que aparecen y desaparecen durante el mismo se denominan intermedios de reacción.
$ \begin{array}{l} \ce{2 A + B -> C + 2 D} \quad \text{reacción compleja} \\[1ex] \left. \hphantom{\ce{2 A + B -> C + 2 D}} \llap{ \begin{aligned} 2 {\times} \enspace \ce{&A -> D + F} \\ \ce{&B + 2 F -> C} \end{aligned} } \right\} \text{mecanismo de reacción} \\[-0.5ex] \overline{\strut\ce{2 A + B -> C + 2 D}} \end{array} $
La suma de las etapas del mecanismo coincide con la reacción global. El número de veces que se repite una etapa elemental en un mecanismo se conoce como número estequiométrico.
Se define la molecularidad como el número de partículas (átomos, moléculas, iones, radicales) que interaccionan en una reacción o etapa elemental.
$ \begin{array}{l} \left. \begin{array}{l} \ce{A -> {Productos}} \end{array} \right\} \text{unimolecular} \\[1ex] \left. \begin{array}{l} \ce{A + A -> {Productos}} \\ \ce{A + B -> {Productos}} \end{array} \right\} \text{bimolecular} \\[1ex] \left. \begin{array}{l} \ce{A + B + C -> {Productos}} \\ \ce{2 A + B -> {Productos}} \\ \ce{3 A -> {Productos}} \end{array} \, \right\} \text{trimolecular} \end{array} $
Reacciones elementales con molecularidad superior a tres no se conocen.
Para una reacción elemental los valores de la molecularidad, el orden de reacción y la estequiometría total (la suma de los coeficientes estequiométricos de los reactivos) son iguales. En una reacción elemental los órdenes parciales coinciden con los respectivos coeficientes estequiométricos.