三级反应（third-order reaction），亦称为三次反应，是指反应级数为3的化学反应，或反应速率与所有反应物的总浓度三次方成正比。三级反应有三种情况，一种是有三个反应物，而反应速率皆分别与反应物浓度的积的一次方成正比，另一种是有两个反应物，其中一个反应物使反应速率与某其浓度的二次方成正比，另一个则是反应速率与两个反应物浓度的积的一次方成正比，最后一种是指有一种反应物，且反应速率与某一反应物浓度的三次方成正比。
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