O bicarbonato de sódio e o vinagre reagem e a mistura arrefece. Esta é uma reação endotérmica, uma reação que absorve calor do meio envolvente. Os produtos têm mais energia do que os reagentes, pelo que o sistema retira energia do meio envolvente. A temperatura desce. As reações endotérmicas são o oposto das reações exotérmicas, que libertam calor.

A variação de energia resulta da quebra e da formação de ligações. Quebrar ligações requer energia. Formar ligações liberta energia. Numa reação endotérmica, a energia necessária para quebrar as ligações é maior do que a energia libertada quando se formam novas ligações. O resultado líquido é a absorção de energia. A variação de entalpia, ΔH, é positiva. A reacção não é espontânea a baixas temperaturas, a não ser que a variação de entropia seja suficientemente grande para superar a entalpia.

As reações endotérmicas são comuns. A fotossíntese é endotérmica, absorvendo energia luminosa para converter o dióxido de carbono e a água em glicose e oxigénio. A decomposição térmica do carbonato de cálcio é endotérmica. A dissolução do nitrato de amónio em água é endotérmica, razão pela qual é utilizado em sacos de gelo. A reação entre o hidróxido de bário e o tiocianato de amónio é fortemente endotérmica e pode congelar a água.

As reações endotérmicas são utilizadas em aplicações de refrigeração. As bolsas de gelo instantâneas, as latas de bebidas com sistema de refrigeração automática e alguns processos industriais dependem delas. São também importantes na biologia, onde as reações endotérmicas impulsionam o metabolismo e mantêm a temperatura corporal. A distinção entre reações endotérmicas e exotérmicas é fundamental para a termoquímica.