Bei chemischen Reaktionen werden chemische Bindungen aufgebrochen und neu gebildet, und bereits bestehende chemische Bindungen, die eine größere Menge an Energie enthielten als die neu geschaffenen Bindungen, geben ihre überschüssige Bindungsenergie frei. Wenn Energie aus a . freigesetzt wird chemische Reaktion durch die Neubildung einer chemischen Bindung, die weniger Energie benötigt, wird die Energie, die in der vorherigen Bindung als chemische potentielle Energie gespeichert wurde, zu freier Energie, wie z. B. Wärme, wenn sie die Reaktion verlässt. Das Aufbrechen und Neuaufbau chemischer Bindungen beinhaltet den Transfer oder die gemeinsame Nutzung von Elektronen zwischen zwei oder mehr Substanzen und kann auch einen Energieeintrag in die Reaktion erfordern.
Die Freisetzung von Energie, die aus einer chemischen Reaktion resultieren kann, wird normalerweise in Wärme umgewandelt. Diese Art von Reaktion wird als exotherme Reaktion bezeichnet und ist das Ergebnis einer Nettofreisetzung von Energie, wenn chemische Bindungen aufgebrochen und neu gebildet werden. Bei einer exothermen chemischen Reaktion, beispielsweise bei der Oxidation fossiler Brennstoffe, kann der Grad der freigesetzten Wärme erheblich hoch sein. Die Freisetzung von Energie kann auch auf makroskopischer Ebene viel weniger spürbar sein, wenn beispielsweise auf zellulärer Ebene biochemische Reaktionen ablaufen und die Neubildung chemischer Bindungen dazu dient, lebende Organismen mit der zur Lebenserhaltung erforderlichen Stoffwechselenergie zu versorgen.
Eine endotherme Reaktion erfordert mehr Energie, als sie freisetzt. Wenn die neuen chemischen Bindungen mehr Energie benötigen als die bereits bestehenden, wird der Bindungsneubildungsprozess einen Nettogewinn an Energie mit sich bringen. Wenn in einer Laborumgebung eine endotherme Reaktion in einem Kolben oder Becherglas stattfinden würde, würde sich der Behälter mit den Reaktanten kalt anfühlen, da die sich bildenden chemischen Bindungen Wärme aus der Umgebung aufnehmen.
