化學能是化學物質發生化學反應轉化為其他物質的潛力。化學能存儲介質的一些示例包括電池、食物和汽油。破壞或形成化學鍵涉及能量，該能量可以從化學系統吸收或釋放。

如果初始溫度和最終溫度相同，則由于一組化學物質之間的反應而釋放或吸收的能量等于產物和反應物的能量含量之差。可以根據反應物和產物中各種化學鍵的鍵能來估算這種能量變化。如果化學過程的內部能量變化是在恒定體積，初始和最終溫度相等的條件下進行測量的，則該熱能變化等于熱交換，例如在密閉容器中。但是，在恒定壓力的條件下，例如在通向大氣的容器中的反應中，測得的熱變化并不總是等于內部能量變化，因為壓力-體積功也會釋放或吸收能量。（在恒定壓力下的熱變化稱為焓變；在這種情況下，如果初始溫度和最終溫度相等，則反應的焓）。

另一個有用的術語是燃燒熱，燃燒熱主要是由于燃燒反應釋放的分子氧的弱雙鍵的能量，通常用于燃料研究中。食物類似于碳氫化合物和碳水化合物的燃料，當它被氧化成二氧化碳和水時，釋放出的能量類似于燃燒熱。

化學勢能是與原子或分子的結構排列有關的勢能的一種形式。這種排列可能是分子內化學鍵或其他化學鍵的結果。化學物質的化學能可以通過化學反應轉化為其他形式的能量。例如，當燃料燃燒時，分子氧的化學能轉化為熱，而在生物體內代謝的食物的消化也是如此。綠色植物通過稱為光合作用的過程將太陽能轉化為化學能，而電能可以通過以下過程轉化為化學能，反之亦然電化學反應。

類似的術語化學勢用于表示物質發生構型變化的勢，無論是化學反應、空間傳輸與儲層的顆粒交換等形式。它不是勢能的形式本身，但與自由能緊密相關。術語上的混淆是由于以下事實引起的，即在不是由熵控制的物理學的其他領域中，所有勢能都可用于做有用的工作，并驅動系統自發地進行構型變化，因此“自由”與“自由”之間沒有區別。 “非自由”勢能（因此只有一個詞“勢能”）。