ปฏิกิริยาอันดับสอง (second-order reaction) คือ ปฏิกิริยาที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นยกกำลังสอง หรือขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นสองชนิด แต่ละชนิดยกกำลังหนึ่ง

กรณีที่มีสารตั้งต้นชนิดเดียว
       อัตราการเกิดปฏิกิริยา
        จากวิธีทางแคลคูลัส จะได้ว่า

 

 

กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง 1/[A] กับ t สำหรับปฏิกิริยาอันดับสอง

 

        สำหรับปฏิกิริยาอันดับสอง เราสามารถหาครึ่งชีวิตได้โดยการแทนค่า [A] = [A]0/2 ลงในสมการ จะได้

        จะสังเกตได้ว่า ค่าครึ่งชีวิตของปฏิกิริยาอันดับสองมีค่าขึ้นอยู่กับความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้น ซึ่งแตกต่างจากค่าครึ่งชีวิตของปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง เราจึงสามารถบอกความแตกต่างของปฏิกิริยาอันดับหนึ่งและอันดับสองโดยใช้ครึ่งชีวิตได้

 
กรณีที่มีสารตั้งต้น 2 ชนิด
       อัตราการเกิดปฏิกิริยา  

       อันดับรวมของปฏิกิริยานี้เป็นอันดับสอง หรือเราอาจบอกว่า เป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่งเมื่อเทียบกับสาร A หรือ B ก็ไม่ผิด

หมายเหตุ : ในที่นี้จะไม่ขอกล่าวถึงรายละเอียดของปฏิกิริยาที่มีสารตั้งต้นตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป เพราะจะมีความซับซ้อนมาก