交叉分子束（crossed molecular beam）技术是目前分子反应碰撞研究中最强有力的工具。其基本原理是由两个不同来源喷发出两个分子束，在一个高真空的反应室中形成交叉，使分子间发生单次碰撞而散射。在散射室周围设置多个窗口，以便检测出产物分子以及弹性散射的反应物分子的能量分布、角度分布和分子能态，从而获得关于碰撞反应动力学的真实信息。

由于交叉分子束技术的应用，人们能够研究从确定能态（或叫量子态）反应物到确定能态生成物的反应特征。这种由确定量子态的反应物发生反应而生成新的量子态的产物的过程叫做态-态反应（state to state reaction）。