Si parla di reazione fuggitiva, in inglese runaway reaction, quando la velocità di reazione aumenta in modo incontrollato per effetto dell'autoriscaldamento. L'aumento di temperatura accelera la reazione principale e spesso innesca reazioni secondarie di decomposizione, molto più energetiche e capaci di generare gas. Il risultato è un rapido aumento di pressione all'interno dell'apparecchio, che può superare la capacità del sistema di sfogo e portare alla rottura del recipiente, al rilascio di sostanze tossiche o infiammabili e, in presenza di innesco, a incendi ed esplosioni.
La dinamica tipica ha tre fasi. Nella prima la temperatura sale lentamente e i segnali sono deboli, facili da scambiare per una normale oscillazione. Nella seconda la salita accelera e il tempo a disposizione per intervenire si accorcia drasticamente. Nella terza si arriva al picco di velocità con generazione massiva di gas e vapori. Per questo le misure di controllo devono agire nella prima fase: quando la temperatura sale di molti gradi al minuto, l'unica protezione rimasta è il sistema di sfogo dimensionato per quello scenario.
Il caso italiano più noto è quello di Seveso, il 10 luglio 1976, allo stabilimento ICMESA di Meda: un reattore per la produzione di triclorofenolo, lasciato senza agitazione né raffreddamento dopo l'interruzione del ciclo per il fine settimana, si surriscaldò; il disco di rottura si aprì e rilasciò nell'ambiente una nube contenente diossina TCDD. Da quell'evento prende il nome la normativa europea sugli incidenti rilevanti.