反應能否自發性進行？吉布斯自由能正是回答這個問題的。它將焓和熵結合起來，形成一個單一的物理量，用於預測反應的自發性。公式為 ΔG = ΔH - TΔS。如果 ΔG 為負值，則反應自發進行；如果 ΔG 為正值，則反應非自發進行；如果 ΔG 為零，則系統處於平衡狀態。吉布斯自由能是熱力學驅動力。

這個概念由約西亞·威拉德·吉布斯在19世紀70年代提出。他證明，在恆溫恆壓條件下，自發變化的方向是降低自由能。自由能是指可用於做功的能量。總能量的一部分以熵的形式存在，無法被利用。其餘則是自由的。

吉布斯自由能可以解釋許多現象。熵增的放熱反應總是自發性的。熵減的吸熱反應永遠不會自發性。熵減的放熱反應在低溫下是自發性的。熵增的吸熱反應在高溫下是自發性的。這種溫度依賴性源自於TΔS項。

吉布斯自由能用於預測反應可行性、計算平衡常數和設計化學過程。它也被用於生物學中，以理解新陳代謝。 ATP水解的ΔG為負值，因此它驅動細胞活動。生物能量學領域正是建立在吉布斯自由能的基礎上。