Kemiallinen reaktio on aina energianmuutostapahtuma eli reaktiossa joko syntyy tai vapautuu energiaa (lämpöä, valoa, ääntä).
Reaktioon osallistuvat atomit ryhmittyvät uudelleen. Kemiallisessa tapahtumassa lähtöaineet reagoivat keskenään muodostaen uusia aineita. Ne eivät siis ole reaktion jälkeen samaa ainetta kuin ennen reaktiota. Jos sytytämme tulitikun, niin palamisen jälkeen tikku ei enää ole samaa ainetta. Palaminen on siis kemiallinen reaktio. Milloin kyseessä on kemiallinen reaktio? Jos vastaus kysymykseen: muuttuuko aine toiseksi aineeksi, on myönteinen, niin kyse on kemiallisesta reaktiosta. Katso kemiallinen reaktioyhtälö.