Trong các phản ứng thu nhiệt, năng lượng được hấp thụ từ môi trường xung quanh. Năng lượng thường được chuyển dưới dạng nhiệt năng và làm cho hỗn hợp phản ứng và các môi trường xung quanh của nó nguội đi. Có thể sử dụng nhiệt kế để phát hiện sự giảm nhiệt độ.
Các ví dụ về phản ứng thu nhiệt bao gồm sự điện phân, sự tan chảy của cục nước đá, sự bay hơi của nước và sự nóng chảy của muối rắn. Phản ứng tỏa nhiệt truyền nhiệt năng cho các môi trường xung quanh. Sự thay đổi nhiệt độ cũng có thể được phát hiện bằng nhiệt kế. Các ví dụ phổ biến về phản ứng tỏa nhiệt bao gồm đốt cháy, gỉ sắt, phản ứng phân hạch hạt nhân và phản ứng trung hòa giữa kiềm và axit. Cả phản ứng thu nhiệt và phản ứng tỏa nhiệt đều gây ra sự khác biệt về entanpi, là tổng của động năng và thế năng.
