Energia może odgrywać wiele różnych ról w reakcjach chemicznych i może być produktem reakcji chemicznej, niezbędnym składnikiem reakcji chemicznej lub energia może mieć niewielki udział w reakcji chemicznej. Reakcje chemiczne wymagające dodatkowej energii nazywane są reakcjami endotermicznymi, podczas gdy te, które wytwarzają energię, nazywane są reakcjami egzotermicznymi.
Reakcje endotermiczne powodują obniżenie temperatury podczas procesu. Odwrotnie, reakcje egzotermiczne mogą wytwarzać niebezpieczne ilości energii, takie jak występuje, gdy płomień pali się lub wybuchowa reakcja detonuje. Energetycznie neutralne reakcje występują również w świecie przyrody.
Istnieje wiele przykładów endotermicznych reakcji chemicznych, w tym topnienia kostek lodu, odparowywania wody, pieczenia chleba i rozszczepiania cząsteczek gazu. Wszystkie te reakcje chemiczne wymagają wkładu netto energii. Natomiast reakcje egzotermiczne obejmują zamrażanie wody, palenie cukrów lub węglowodorów oraz rozszczepienie jądrowe. Wszystkie te reakcje powodują wzrost energii netto.
Wiele reakcji chemicznych jest endotermicznych, gdy wykonuje się je w jednym kierunku i są one egzotermiczne, gdy wykonywane są w drugim. Na przykład proces tworzenia par jonowych uwalnia energię, a oddzielanie sparowanych jonów wymaga wkładu energii. Kondensacja i parowanie wykazują podobną tendencję, a energia kondensacji i parowanie wymagają energii.
