Trong một bình kín, nitơ và hydro phản ứng tạo thành amoniac. Nhưng phản ứng không diễn ra hoàn toàn. Amoniac phân hủy trở lại thành nitơ và hydro. Cuối cùng, tốc độ của phản ứng thuận và nghịch trở nên bằng nhau. Nồng độ của tất cả các chất ngừng thay đổi. Hệ thống đã đạt đến trạng thái cân bằng hóa học. Nó không phải là trạng thái tĩnh. Cả hai phản ứng vẫn tiếp diễn, nhưng với tốc độ như nhau. Đó là trạng thái cân bằng động.

Trạng thái cân bằng được mô tả bằng hằng số cân bằng, K. Đối với phản ứng aA + bB → cC + dD, K bằng tích nồng độ của các sản phẩm được nâng lên lũy thừa hệ số của chúng, chia cho tích nồng độ của các chất phản ứng được nâng lên lũy thừa hệ số của chúng. K lớn có nghĩa là phản ứng ưu tiên tạo sản phẩm. K nhỏ có nghĩa là phản ứng ưu tiên tạo chất phản ứng. K chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Nó không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu hoặc áp suất.

Nguyên lý Le Chatelier dự đoán cách một hệ thống ở trạng thái cân bằng phản ứng với sự thay đổi. Nếu bạn thêm chất phản ứng, hệ thống sẽ chuyển dịch để tạo ra nhiều sản phẩm hơn. Nếu bạn loại bỏ sản phẩm, nó sẽ chuyển dịch để tạo ra nhiều sản phẩm hơn. Nếu bạn tăng áp suất, nó sẽ chuyển dịch về phía có ít phân tử khí hơn. Nếu bạn tăng nhiệt độ, nó sẽ chuyển dịch theo hướng thu nhiệt. Những nguyên lý này hướng dẫn các quy trình công nghiệp, chẳng hạn như tổng hợp amoniac Haber-Bosch, nơi các điều kiện được tối ưu hóa để tối đa hóa hiệu suất.

Trạng thái cân bằng không đồng nghĩa với sự hoàn thành. Nhiều phản ứng có thể đảo ngược, và trạng thái cân bằng là trạng thái tự nhiên. Hiểu được điều này rất cần thiết để dự đoán diễn biến của các phản ứng.