L'energia può svolgere molti ruoli diversi nelle reazioni chimiche e può essere un prodotto di una reazione chimica, un componente necessario per una reazione chimica, o l'energia può avere una piccola parte in una reazione chimica. Le reazioni chimiche che richiedono energia aggiuntiva sono chiamate reazioni endotermiche, mentre quelle che producono energia sono chiamate reazioni esotermiche.
Le reazioni endotermiche comportano una diminuzione della temperatura durante il processo. Viceversa, le reazioni esotermiche possono produrre quantità pericolose di energia, come accade quando una fiamma brucia o una reazione esplosiva fa detonare. Le reazioni energeticamente neutre si verificano anche nel mondo naturale.
Ci sono molti esempi di reazioni chimiche endotermiche, tra cui lo scioglimento dei cubetti di ghiaccio, l'evaporazione dell'acqua, la cottura del pane e la fissione di una molecola di gas. Tutte queste reazioni chimiche richiedono un input netto di energia. Al contrario, esempi di reazioni esotermiche comprendono il congelamento di acqua, zuccheri in combustione o idrocarburi e la fissione nucleare. Queste reazioni producono tutti un aumento netto di energia.
Molte reazioni chimiche sono endotermiche quando eseguite in una direzione e sono esotermiche quando eseguite nell'altra. Ad esempio, il processo di formazione delle coppie ioniche libera energia, mentre la separazione degli ioni accoppiati richiede un input di energia. La condensazione e l'evaporazione mostrano una tendenza simile, con la condensazione che produce energia e l'evaporazione che richiede energia.
