蠟燭燃燒時，蠟與氧氣反應生成二氧化碳和水，並釋放出熱和光。這是一個放熱反應，即向周圍環境釋放能量的反應。反應物的能量低於生成物。多餘的能量以熱、光或聲的形式釋放出來。燃燒、呼吸作用和中和反應都是放熱反應。

能量變化來自化學鍵的斷裂和形成。斷裂化學鍵需要能量，而形成化學鍵會釋放能量。在放熱反應中，新化學鍵形成時釋放的能量大於斷裂現有化學鍵所需的能量。最終結果是能量的釋放。焓變ΔH為負值。由於生成物的能量低於反應物，因此此反應通常是自發性的。

放熱反應無所不在。燃料燃燒驅動引擎、發電、暖氣。細胞呼吸作用氧化葡萄糖生成ATP，並釋放能量。酸鹼中和反應會釋放熱量。鋁與氧化鐵的鋁熱反應釋放大量熱量，最終生成熔融鐵。暖手寶正是利用鐵的放熱氧化反應來產生熱量。

放熱反應若不加以控制，可能非常危險。化工廠中失控的反應會導致爆炸和火災。因此，反應器配備了冷卻系統、洩壓閥和緊急停堆程序。釋放的能量是有用的，但必須加以控制。