化学反応は通常10fs（フェムト秒　fは10^-15＝1000兆分の1）から100fsの速さで進む。近年に開発された超短パルスレーザー光（ultrashort pulse laser）を用いると、反応の遷移状態、反応している分子の振動、有機高分子の構造変化をリアルタイムで観測できる。最近、フェムト秒レーザーを光源とする偏光制御顕微法によって、細胞や液晶分子内での分子の向きが分かる技術が報告された。現在ではさらに短いパルス幅のレーザー光を用いるため、アト秒科学 （atto-second science　アト＝aは10^-18=100京分の1）が世界的に注目を集めている。