В реактор периодического действия единовременно загружают определенное количество реагентов, которое находится в нем до тех пор, пока не будет достигнута желаемая степень превращения. После этого реактор разгружают. В таком реакторе распределение концентрации при любой степени смешения во времени аналогично реактору идеального вытеснения.

Количество исходного вещества, вступающего в реакцию в единицу времени определяется по формуле:

и время пребывания частиц в этом реакторе:

- представляет собой характеристическое уравнение для реактора периодического действия.Уравнения, описывающие изменение степени превращения или концентрации исходного вещества во времени аналогичны соответствующим уравнениям в реакторе идеального вытеснения.