Femtosekundi on uskomattoman pieni aikayksikkö, jota käytetään joskus tarkkoihin mittauksiin fysiikassa, kuten kemiassa ja fysiikassa. Neljä miljardia sekuntia on yhtä femtosekuntia; tämä tarkoittaa, että yksi neljännesmiljoona femtosekuntia, joka vastaa miljardia kertaa miljoona femtosekuntia, muodostaa yhden sekunnin. Tieteellisessä merkintämuodossa femtosekunti on 1 × 10-15 sekuntia. Asiaa tarkasteltaessa jopa nopeimmat kemialliset reaktiot mitataan satoina femtosekunteina. Femtosekuntien määrä sekunnissa on paljon suurempi kuin sekuntien määrä ihmisen elinkaaren aikana.
Femtosekundi on osa kansainvälistä yksikköjärjestelmää, jota kutsutaan SI -järjestelmäksi Ranskan le Système international d’unités -nimen mukaan. Kansainvälistä yksikköjärjestelmää käytetään pääasiassa tieteellisiin tutkimuksiin, ja se on rakennettu kymmenen ympärille, mikä on yleensä helppo käsitellä määrällisissä tilanteissa. Vaikka se on samanlainen kuin metrijärjestelmä, se on kattavampi ja paremmin määritelty.
Femtosekunteja ei käytetä lähes koskaan tieteellisen tutkimuksen ulkopuolella; ne ovat yksinkertaisesti liian pieniä ollakseen käteviä. Femtosekundin pulssin muotoilua käyttävää tekniikkaa käytetään optiikassa erilaisten erittäin nopeiden prosessien, kuten joidenkin kemiallisten reaktioiden, tarkasteluun hyvin lyhyellä aikavälillä. Pulssin muotoilua käytetään muuttamaan lyhyen laserpulssin kestoa, jota voidaan käyttää havainnointitarkoituksiin. Lyhyemmät pulssit mahdollistavat lyhyemmät havaittavat aikakehykset, mikä mahdollistaa prosessin tarkemman katselun. Femtosekunnin pulssin muotoilu synnytti femtokemian alan.
Kemialliset reaktiot tapahtuvat hyvin nopeasti; yleensä nähdään vain reagoivat aineet tai aineet, jotka ovat olemassa reaktion alussa, ja tuotteet tai aineet, jotka ovat reaktion lopussa. Reaktiot tapahtuvat niin nopeasti, että yleensä ei voi erottaa mitä tapahtuu reaktion alun ja lopun välillä. Femtosekunnin pulssinmuodostuksen avulla tutkijat voivat tarkastella joidenkin reaktioiden välivaiheita uskomattoman pienillä aikaväleillä, jotka voidaan mitata femtosekunteina. Tämän tarkkuuden ansiosta tiedemiehet voivat seurata reaktion vaiheita aikaskaalalla, jonka ihmismieli todella voi ymmärtää ja käsitellä.
Vaikka femtosekunti on uskomattoman pieni mittayksikkö, se on kaukana pienimmästä tunnetusta yksiköstä. Pienintä kokoa, josta teoreettisesti voidaan tietää mitään, kutsutaan Planckin pituudeksi ja se mitataan noin 1.62 × 10-35 metriin. Pienintä aikayksikköä kutsutaan Planck -ajaksi, joka on aika, joka kuluu yhden Planck -pituuden kulkemiseen valon nopeudella eli teoreettiseen yleisnopeuteen. Yksi Planckin aika on 5.39 × 10–44 sekuntia.