狄尔斯–阿尔德反应是典型的[4+2] 型的环加成反应，其反应机理一般认为，在反应时两反应物彼此靠近，相互作用， 形成一个环状过滤态。然后逐渐转化为产物分子，即旧键的断裂与新键的形成是相互协调地在同一步骤中完成的—协同反应，无中间体生成。反应图如下所示：
证明，1，3-丁二烯和乙烯的反应是一个简单而典型的轨道控制Diels-Alder 反应，最初用前线轨道原理， 见下图1，这是旧键断裂同时新键形成的协同反应，最初是由对称性匹配来解释 Diels-Alder 反应。
图1 前线轨道理论对D-A反应的解释
