木材は室温では燃え上がりません。燃料と酸素は揃っていますが、火花が足りないのです。活性化エネルギーとは、化学反応を開始するために必要な最小限のエネルギーのことです。反応物が生成物へと変化する前に乗り越えなければならない、いわば「丘」のようなものです。十分なエネルギーがなければ、分子は衝突するだけで反応は起こりません。

この概念は衝突理論に基づいています。反応物分子間のすべての衝突が反応につながるわけではありません。十分なエネルギーと適切な配向を持つ分子のみが、既存の結合を切断し、新しい結合を形成できます。活性化エネルギーは障壁です。障壁が高いほど反応は遅くなり、障壁が低いほど反応は速くなります。温度が上昇すると分子の平均運動エネルギーが増加するため、より多くの分子が障壁を越えることができます。これが、加熱すると反応が速くなる理由です。

触媒は、代替経路を提供することで活性化エネルギーを低下させます。触媒は全体のエネルギーバランスを変えるのではなく、経路だけを変えます。酵素は生物学的触媒であり、活性化エネルギーを劇的に低下させることで、本来であれば極限状態を必要とする反応を体温で可能にします。自動車の触媒コンバーターは、プラチナとパラジウムを用いて、汚染物質をより無害なガスに変換するための活性化エネルギーを低下させます。

活性化エネルギーは、反応のエネルギー変化とは異なります。反応全体では多くのエネルギーが放出される場合でも、活性化エネルギーは高くなることがあります。そのため、グラファイトの方が安定しているにもかかわらず、ダイヤモンドは自然にグラファイトに変化しないのです。