Femtohemija je oblast fizičke hemije koja izučava hemijske reakcije na ekstremno kratkim vremenskim intervalima, približno 10–15 sekondi (femtosekund). Koraci u nekim reakcijama se odvijaju na femtosekundnoj skali. Postoje reakcije koje odvijaju i na atosekundnoj skali.[1] Postoje reakcije kod kojih se formiraju intermedijerni produkti. Struktura intermedijernih produkata se ne može uvek izvesti iz reaktanata i krajnjih produkata. Femtohemja omogućava istraživanje mehanizma hemijskih reakcija, kao i razloga zašto se neke reakcije odvijaju, dok do drugih ne dolazi.
U mnogim publikacijama je razmatrana mogućnost kontrolisanja hemijskih reakcija ovim metodom.[2]Ahmed H. Zevail je dobio Nobelovu nagradu za hemiju 1999. godine za pionirski rad u ovom polju.[3] Zevailova tehnika koristi bleskove laserskog svetla koji traju nekoliko femtosekundi.