Energie kann bei chemischen Reaktionen viele verschiedene Rollen spielen, und sie kann ein Produkt einer chemischen Reaktion sein, eine notwendige Komponente für eine chemische Reaktion, oder Energie kann bei einer chemischen Reaktion nur eine geringe Rolle spielen. Chemische Reaktionen, die zusätzliche Energie erfordern, werden als endotherme Reaktionen bezeichnet, während diejenigen, die Energie erzeugen, als exotherme Reaktionen bezeichnet werden.
Endotherme Reaktionen beinhalten eine Temperaturabnahme während des Prozesses. Umgekehrt können exotherme Reaktionen gefährliche Energiemengen erzeugen, wie sie beispielsweise auftreten, wenn eine Flamme brennt oder eine explosive Reaktion explodiert. Auch in der Natur treten energetisch neutrale Reaktionen auf.
Es gibt viele Beispiele für endotherme chemische Reaktionen, darunter das Schmelzen von Eiswürfeln, das Verdampfen von Wasser, das Backen von Brot und die Spaltung eines Gasmoleküls. Alle diese chemischen Reaktionen erfordern einen Nettoenergieeintrag. Beispiele für exotherme Reaktionen sind dagegen das Einfrieren von Wasser, das Verbrennen von Zuckern oder Kohlenwasserstoffen und die Kernspaltung. Diese Reaktionen führen alle zu einer Netto-Energiezunahme.
Viele chemische Reaktionen sind endotherm, wenn sie in eine Richtung ausgeführt werden, und sind exotherm, wenn sie in die andere Richtung ausgeführt werden. Zum Beispiel setzt der Prozess der Bildung von Ionenpaaren Energie frei, während die Trennung von gepaarten Ionen einen Energieeintrag erfordert. Kondensation und Verdunstung weisen eine ähnliche Tendenz auf, wobei Kondensation Energie erzeugt und Verdunstung Energie benötigt.
