Для объяснения закономерностей протекания химической реакции и расчета констант скоростей были предложены две теории: теория активных столкновений С. Аррениуса и теория переходного состояния Г. Эйрингом и М. Поляне.
Теория активных столкновений исходит из того, что химическое взаимодействие возможно только при столкновениях частиц. Однако к химическому взаимодействию приводит не любое столкновение, а лишфе такое, когда сталкиваются активные частицы, которые имеют достаточный запас энергии. Избыток средней энергии молекул, необходимое для начала химического взаимодействия, называют энергией активации. При t = 300 ° С за 1 с происходит 1031 столкновений, но только 1014 заканчиваются химическим взаимодействием (при концентрации компонентов 1 моль / л). В общем виде для гомогенной системы, состоящей из двух компонентов А и В, реакция между ними будет возможна, если они будут иметь тот минимальный запас (уровень) энергии Еакт, который обеспечит химическое взаимодействие. Теория переходного состояния позволяет более точно рассчитать Еакт и константы скоростей. Она была предложена в 30-х годах XX в. Согласно этой теории, условием протекания реакции является образование неустойчивого (метастабильного) промежуточного комплекса за счет перераспределения связей в реагирующих молекулах. Промежуточный комплекс, в свою очередь, может образоваться только в том случае, если реагирующие частицы имеют энергию не меньшую, чем энергия активации переходного состояния. Например, система с Н2 и И2 образует НЕТ, если молекулы Н2 и И2 имеют достаточную энергию для образования промежуточного комплекса. Образование активного комплекса требует определенной энергии, а его распад является самовольным. Поэтому скорость реакции равно количеству активных комплексов, которые проходят сквозь энергетический барьер в единицу времени в направлении хода реакции.