Các phân tử của một chất phản ứng này được kết hợp với các phân tử của chất phản ứng khác để tạo thành một chất mới trong một phản ứng hóa học. Khi các liên kết hóa học bị phá vỡ, vị trí của các electron thay đổi, dẫn đến sản phẩm có các đặc tính khác với tính chất của chất phản ứng. Cần có nhiều nhiệt độ và chất xúc tác khác nhau để các phản ứng hóa học khác nhau xảy ra.
Trong một phản ứng hóa học, có sự thay đổi của các electron, nhưng không có sự thay đổi của các hạt nhân. Do đó, các nguyên tố có trong sản phẩm của phản ứng vẫn giống như các nguyên tố trong chất phản ứng ban đầu của nó. Có những phản ứng hóa học diễn ra tự phát mà không cần thêm năng lượng đầu vào, trong khi những phản ứng khác lại cần thêm nhiệt, ánh sáng hoặc điện.
Một ví dụ cơ bản về phản ứng hóa học là đốt cháy một ngọn nến, trong đó oxy kết hợp với các phân tử của sáp để làm nóng chảy nó thành một sản phẩm mới. Tương tự, quá trình lên men và khử quặng khoáng thành kim loại là những phản ứng hóa học nổi tiếng. Một phản ứng hóa học có thể dễ dàng được nhận biết thông qua các giác quan vì nó liên quan đến việc phát ra nhiệt, ánh sáng và khí đáng kể. Ngoài ra, quá trình này tạo thành kết tủa, có màu sắc khác với các chất phản ứng. Các phản ứng hóa học cơ bản liên quan đến sự kết hợp của các nguyên tố vô hại, trong khi các phản ứng hóa học chính liên quan đến các chất phản ứng thường có tính chất bạo lực và hủy diệt.