Die Moleküle eines Reaktionspartners werden während einer chemischen Reaktion mit denen eines anderen Reaktionspartners zu einer neuen Substanz verbunden. Wenn die chemischen Bindungen aufgebrochen werden, ändern sich die Positionen der Elektronen, was zu einem Produkt mit Eigenschaften führt, die sich von den Eigenschaften der Reaktanten unterscheiden. Damit unterschiedliche chemische Reaktionen ablaufen können, werden verschiedene Temperaturen und Katalysatoren benötigt.
Bei einer chemischen Reaktion ändern sich Elektronen, aber keine Kerne. Daher sind die im Reaktionsprodukt vorhandenen Elemente immer noch dieselben wie die Elemente in seinen ursprünglichen Reaktanten. Es gibt chemische Reaktionen, die ohne zusätzliche Energiezufuhr spontan ablaufen, während andere die Zugabe von Wärme, Licht oder Strom benötigen.
Ein grundlegendes Beispiel für eine chemische Reaktion ist die Verbrennung einer Kerze, bei der sich Sauerstoff mit Molekülen des Wachses zu einem neuen Produkt verbindet. Ebenso sind der Fermentationsprozess und die Reduktion von Mineralerzen zu Metallen bekannte chemische Reaktionen. Eine chemische Reaktion kann leicht mit den Sinnen wahrgenommen werden, da sie mit beträchtlicher Wärme-, Licht- und Gasabgabe verbunden ist. Außerdem bildet sich bei dem Verfahren ein Niederschlag, der eine andere Farbe als die Reaktanden aufweist. Grundlegende chemische Reaktionen beinhalten die Kombination harmloser Elemente, während größere chemische Reaktionen Reaktanten beinhalten, die oft heftig und zerstörerisch sind.