आण्विक प्रतिक्रिया ही एक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये अणू केंद्रक परस्परसंवाद करतात, ज्यामुळे त्यांची रचना किंवा ऊर्जा स्थिती बदलते. यामध्ये जड केंद्रकांचे विभाजन (विखंडन), प्रकाश केंद्रकांचे विलीनीकरण (फ्यूजन) किंवा कण आणि रेडिएशनचे उत्सर्जन यांचा समावेश असू शकतो.