Der Hauptunterschied zwischen dem primären und dem sekundären kinetischen Isotopeneffekt besteht darin, dass der primäre Isotopeneffekt die Isotopensubstitution an der gebrochenen Bindung beschreibt, während der sekundäre Isotopeneffekt die Isotopensubstitution an der Bindung neben der gebrochenen Bindung beschreibt.
Der kinetische Isotopeneffekt oder KIE bezieht sich auf die Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion bei Substitution eines Isotops. Hier wird ein Atom in einem Reaktanten durch sein Isotop ersetzt, so dass sich die Reaktionsgeschwindigkeit von der Anfangsgeschwindigkeit unterscheidet. Dann können wir einen Wert für KIE bestimmen, indem wir die Geschwindigkeitskonstante für die Reaktion mit dem leicht isotopisch substituierten Reaktanten von der Geschwindigkeitskonstante für die Reaktion mit dem schwer isotopisch substituierten Reaktanten teilen. Daher wird KIE größer als 1 als normaler kinetischer Isotopeneffekt angesehen, während KIE kleiner als 1 als inverser kinetischer Isotopeneffekt angesehen wird.
