Si bien la velocidad media puede resultar útil en procesos industriales, en la investigación de la cinética química resulta más interesante la velocidad instantánea, definida como como la variación de la concentración de los reactivos (o de los productos) que se da en un intervalo de tiempo pequeñísimo. Matemáticamente se define como un límite (también llamado derivada):
Por tanto, la velocidad instantánea en una reación química es la derivada respecto del tiempo de la concentración y tendrá, por eso, las unidades de: 