三級反應(third-orderreaction)，(亦稱為三次反應)，是指反應級數為3的化學反應，或反應速率與所有反應物的總濃度三次方成正比。
一般而言，三級反應是罕見的，因為它們需要同時三體碰撞的化學物質。多數的三階反應都是有三個不同的反應物，而每個反應物的級數皆為1的組合。
三級反應有三種情況，一種是有三個反應物，而反應速率皆分別與反應物濃度的積的一次方成正比，另一種是有兩個反應物，其中一個反應物使反應速率與某其濃度的二次方成正比，另一個則是反應速率與兩個反應物濃度的積的一次方成正比，最後一種是指有一種反應物，且反應速率與某一反應物濃度的三次方成正比。對於後一種情況下，假設單眼應實體的是3的化學計量係數，然後重新排列的速率方程由下式給出這個算式:
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