I en lukket beholder reagerer nitrogen og brint og danner ammoniak. Men reaktionen fuldføres ikke. Ammoniak nedbrydes igen til nitrogen og brint. Til sidst bliver hastighederne for de fremadrettede og omvendte reaktioner lige store. Koncentrationerne af alle stoffer holder op med at ændre sig. Systemet har nået kemisk ligevægt. Det er ikke statisk. Begge reaktioner fortsætter, men med samme hastighed. Det er en dynamisk balance.

Ligevægt beskrives af ligevægtskonstanten K. For en reaktion aA + bB cC + dD er K lig med produktet af koncentrationerne af produkterne opløftet til deres koefficienter, divideret med produktet af koncentrationerne af reaktanterne opløftet til deres koefficienter. En stor K betyder, at reaktionen favoriserer produkterne. En lille K betyder, at den favoriserer reaktanterne. K afhænger kun af temperaturen. Det afhænger ikke af startkoncentrationer eller tryk.

Le Chateliers princip forudsiger, hvordan et system i ligevægt reagerer på forandringer. Hvis man tilsætter mere reaktant, ændrer systemet sig for at producere mere produkt. Hvis man fjerner produkt, ændrer det sig for at producere mere. Hvis man øger trykket, ændrer det sig mod den side med færre gasmolekyler. Hvis man øger temperaturen, ændrer det sig i endoterm retning. Disse principper styrer industrielle processer, som f.eks. Haber-Bosch-syntesen af ​​ammoniak, hvor forholdene optimeres for at maksimere udbyttet.

Ligevægt er ikke det samme som fuldførelse. Mange reaktioner er reversible, og ligevægt er den naturlige tilstand. Forståelse af ligevægt er afgørende for at forudsige, hvordan reaktioner opfører sig.