При зажигании свечи воск реагирует с кислородом, образуя углекислый газ и воду, при этом выделяются тепло и свет. Это экзотермическая реакция, то есть реакция, выделяющая энергию в окружающую среду. Продукты реакции обладают меньшей энергией, чем реагенты. Избыточная энергия выделяется в виде тепла, света или звука. Горение, дыхание и нейтрализация — все это экзотермические реакции.

Изменение энергии происходит за счет разрыва и образования связей. Разрыв связей требует энергии. Образование связей высвобождает энергию. В экзотермической реакции энергия, выделяемая при образовании новых связей, превышает энергию, необходимую для разрыва существующих связей. В результате происходит выделение энергии. Изменение энтальпии, ΔH, отрицательно. Реакция часто протекает самопроизвольно, поскольку продукты имеют более низкую энергию, чем реагенты.

Экзотермические реакции происходят повсюду. Сжигание топлива приводит в движение двигатели, вырабатывает электричество и обогревает дома. Дыхание в клетках окисляет глюкозу, производя АТФ и высвобождая энергию. Нейтрализация кислоты основанием выделяет тепло. Термитная реакция между алюминием и оксидом железа выделяет столько тепла, что образуется расплавленное железо. В грелках для рук используется экзотермическое окисление железа для выработки тепла.

Экзотермические реакции могут быть опасны, если их не контролировать. Неконтролируемая реакция на химическом заводе может привести к взрывам и пожарам. Именно поэтому реакторы оснащены системами охлаждения, предохранительными клапанами и процедурами аварийного останова. Выделяющаяся энергия полезна, но её необходимо контролировать.