Baking soda en azijn reageren met elkaar en het mengsel koelt af. Dat is een endotherme reactie, een reactie die warmte uit de omgeving opneemt. De reactieproducten hebben meer energie dan de reactanten, dus het systeem neemt energie op uit de omgeving. De temperatuur daalt. Endotherme reacties zijn het tegenovergestelde van exotherme reacties, waarbij warmte vrijkomt.

De energieverandering is het gevolg van het verbreken en vormen van bindingen. Het verbreken van bindingen kost energie. Het vormen van bindingen geeft energie vrij. In een endotherme reactie is de energie die nodig is om bindingen te verbreken groter dan de energie die vrijkomt bij het vormen van nieuwe bindingen. Het nettoresultaat is energieabsorptie. De enthalpieverandering, ΔH, is positief. De reactie is bij lage temperaturen niet spontaan, tenzij de entropieverandering groot genoeg is om de enthalpie te compenseren.

Endotherme reacties komen veel voor. Fotosynthese is endotherm, waarbij lichtenergie wordt geabsorbeerd om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose en zuurstof. De thermische ontbinding van calciumcarbonaat is endotherm. Het oplossen van ammoniumnitraat in water is endotherm, vandaar dat het in coldpacks wordt gebruikt. De reactie tussen bariumhydroxide en ammoniumthiocyanaat is sterk endotherm en kan water bevriezen.

Endotherme reacties worden gebruikt in koeltoepassingen. Instant cold packs, zelfkoelende drankblikjes en sommige industriële processen zijn ervan afhankelijk. Ze zijn ook belangrijk in de biologie, waar endotherme reacties de stofwisseling aandrijven en de lichaamstemperatuur handhaven. Het onderscheid tussen endotherme en exotherme reacties is fundamenteel voor de thermochemie.