Femtokimya, kimyasal reaksiyonların çok kısa zaman aralıklarında nasıl gerçekleştiğini araştıran bir alan olduğu için, moleküllerin atomik düzeydeki hareketlerini gözlemlemek için son derece yüksek çözünürlüklü zaman çözünürlüğüne sahiptir. Bu, kimyasal bağların oluşumu ve kırılması gibi süreçleri açıklamaya yardımcı olur. Mesela, bir femtosaniyede (10-15 saniye) gerçekleşen reaksiyonlar, birçok kimyasal dönüşümün temelini meydana getirir ve bu reaksiyonların tam olarak nasıl ilerlediğini anlamak, yeni moleküllerin tasarımını ve sentezini yönlendirmemize yardımcı olabilir.
Bu alandaki çalışmalar, reaksiyonların başlangıç, ara ve son ürünlerini daha iyi anlamamıza imkan sağlar. Ara ürünler, reaksiyonun bir aşamasında oluşan geçici moleküllerdir ve genellikle reaksiyonun son ürünlerine dönüşmeden önce başka bir kimyasal değişime uğrarlar. Femtokimya, bu ara ürünlerin oluşumunu ve davranışını gözlemlemek için ideal bir araçtır çünkü reaksiyonların neticelerini belirleyen bu geçici yapıları yakalayabilir.
Ancak, femtokimya araştırmaları hala oldukça karmaşıktır ve bazı durumlarda bu ara ürünlerin yapısı ve reaksiyon mekanizması tam olarak çözülmüş olmayabilir. Bu sebeple alandaki çalışmaların temel hedeflerinden biri, kimyasal reaksiyonların temel mekanizmalarını ve dinamiklerini daha iyi anlamak ve potansiyel olarak reaksiyonları kontrol etmek için bu bilgileri kullanmaktır.
