يمكن تحديد معدل التفاعل الكيميائي باستخدام المعادلات الرياضية باستخدام قانون الحركة الكيميائية، الذي يربط بين سرعة التفاعل وتراكيز المواد المتفاعلة.
لحساب معدل التفاعل، يجب معرفة معادلة التفاعل الكيميائي الكاملة، وذلك بتحديد المواد المتفاعلة والمنتجة والكميات الكيميائية لكل واحدة منها. ثم يمكن حساب معدل التفاعل باستخدام العلاقة الرياضية التالية:
معدل التفاعل = (تغير تركيز المواد المتفاعلة) ÷ (الوقت المستغرق في التفاعل)
حيث يتم تغيير تركيزات المواد المتفاعلة خلال فترة زمنية محددة، ويتم حساب المسافة المقطوعة من النقطة الأولى للنقطة الثانية في المخطط التبايني بين تراكيز المواد المختلفة التي تتفاعل، ويتم بعد ذلك حساب المعدل عن طريق قسمة هذا التغير في التركيز على الوقت المستغرق فيه.
يمكن أيضًا استخدام الرياضيات لحساب معدل التفاعل باستخدام الخط المائل (slope) في المخطط التبايني لتراكيز المواد، حيث يتم حساب خط المكافئية بين قيم تراكيز المواد في الوقت المستغرق في التفاعل، وبناءً على ارتفاع الخط يتم حساب معدل التفاعل.