Femtosekunda je nevjerojatno mala jedinica vremena koja se ponekad koristi za precizna mjerenja u fizikalnim znanostima kao što su kemija i fizika. Jedna kvadrilijuntina sekunde jednaka je jednoj femtosekundi; to znači da jedan kvadrilion femtosekundi, što je jednako milijardu puta milijun femtosekundi, čini jednu sekundu. U obliku znanstvenog zapisa, femtosekunda je jednaka 1×10-15 sekundi. Da to stavimo u kontekst, čak se i najbrže kemijske reakcije mjere stotinama femtosekundi. Broj femtosekundi u sekundi daleko je veći od broja sekundi u ljudskom životnom vijeku.
Femtosekunda je dio Međunarodnog sustava jedinica, nazvanog SI sustav prema francuskom le Système international d’unités. Međunarodni sustav jedinica koristi se prvenstveno za znanstvena istraživanja i izgrađen je oko broja deset, s kojim se općenito lako baviti u kvantitativnim situacijama. Iako je sličan metričkom sustavu, sveobuhvatniji je i bolje definiran.
Femtosekunde se gotovo nikada ne koriste izvan znanstvenog istraživanja; jednostavno su premali da bi bili prikladni. Tehnika koja se naziva femtosekundno oblikovanje impulsa koristi se u optici za promatranje različitih iznimno brzih procesa, poput nekih kemijskih reakcija, u vrlo kratkim vremenskim razmacima. Oblikovanje impulsa koristi se za promjenu trajanja kratkog svjetlosnog impulsa iz lasera, koji se može koristiti u svrhe promatranja. Kraći impulsi omogućuju kraće vidljive vremenske okvire, što omogućuje detaljniji pregled procesa. Oblikovanje femtosekundnog impulsa dovelo je do pojave polja femtokemije.
Kemijske reakcije se događaju vrlo brzo; općenito se vide samo reaktanti, ili tvari koje postoje na početku reakcije, i produkti ili tvari koje postoje na kraju reakcije. Reakcije se događaju tako brzo da se općenito ne može razaznati što se događa između početka i kraja reakcije. Koristeći oblikovanje femtosekundnog impulsa, znanstvenici mogu vidjeti međufaze nekih reakcija u nevjerojatno malim vremenskim intervalima mjerljivim u femtosekundama. Ova razina točnosti omogućuje znanstvenicima da promatraju faze reakcije na vremenskoj skali koju ljudski um zapravo može razumjeti i obraditi.
Dok je femtosekunda nevjerojatno mala mjerna jedinica, daleko je od najmanje poznate jedinice. Najmanja udaljenost o kojoj se bilo što teoretski može znati naziva se Planckova duljina i mjeri se na oko 1.62×10-35 metara. Najmanja jedinica vremena naziva se Planckovo vrijeme, što je količina vremena potrebnog da se prijeđe jedna Planckova duljina brzinom svjetlosti, teorijskom univerzalnom maksimalnom brzinom. Jedno Planck vrijeme je 5.39×10-44 sekunde.