Căldura este implicată în schimbarea chimică în două moduri; schimbările chimice au ca rezultat fie căldura este adăugată sau îndepărtată dintr-un obiect, iar modificările chimice necesită o anumită cantitate de căldură înainte de a putea avea loc. Ambele mecanisme de schimbare chimică implică caracteristicile de căldură ale substanței implicate sau substanțele și mediul în care are loc schimbarea chimică.
Unele schimbări în chimie modifică întreaga structură a unei substanțe în sine. În schimbările chimice care implică o schimbare de stare, există de obicei un schimb de căldură între schimbarea substanței și mediul în care se află. Când se adaugă căldură unei substanțe, procesul este clasificat ca endotermic. Acest lucru are loc în schimbări precum topirea și vaporizarea. În schimb, atunci când căldura este îndepărtată de o substanță, schimbarea se numește exotermă. Exemple de reacții exoterme includ înghețarea și condensarea.
Căldura este importantă pentru schimbările chimice într-un alt mod. Reacțiile chimice necesită o anumită cantitate de energie. Cantitatea specifică de energie necesară variază de la un tip de schimbare la altul și se numește energia de activare pentru acea reacție. Căldura, ca formă de energie, este necesară pentru a facilita aceste schimbări chimice.
