Femtokimia ialah ilmu yang mempelajari reaksi kimia pada skala waktu yang luar biasa pendek, sekitar 10–15 sekon (inilah salah satu femtosekon, sebab itulah namanya).
Femtokimia sering memanfaatkan sinar laser ultrapendek untuk mempelajari reaksi kimia.
Pada 1999, Ahmed H. Zewail menerima Hadiah Nobel Kimia untuk karya pionernya di bidang ini.