Trong một phản ứng tỏa nhiệt, có sự truyền năng lượng cho môi trường xung quanh dưới dạng nhiệt năng. Môi trường xung quanh phản ứng sẽ bị tăng nhiệt độ. Nhiều loại phản ứng hóa học tỏa nhiệt, bao gồm phản ứng đốt cháy, phản ứng hô hấp và phản ứng trung hòa của bazơ và axit.
Một ví dụ về phản ứng đốt cháy là đốt cháy nhiên liệu. Trong loại phản ứng đốt cháy này, nhiên liệu như xăng cần oxy và tạo ra năng lượng giải phóng dưới dạng nhiệt, carbon dioxide và nước. Tất cả các loại lửa đều là những ví dụ khác về phản ứng cháy.
Hô hấp là một ví dụ khác về quá trình tỏa nhiệt. Trong quá trình hô hấp, glucose kết hợp với oxy hít vào để tạo ra nước, carbon dioxide và năng lượng. Thực phẩm một người ăn cung cấp carbohydrate hoặc glucose cần thiết cho phản ứng và không khí hít vào là nguồn cung cấp oxy.
Quá trình trung hòa axit /bazơ cũng là một phản ứng tỏa nhiệt. Ví dụ: một axit mạnh như axit clohydric và một bazơ mạnh như natri hydroxit kết hợp để tạo ra nước và natri clorua, là một loại muối.
Tuy nhiên, phản ứng tỏa nhiệt không phải là loại phản ứng hóa học duy nhất. Một phản ứng thu nhiệt cũng có thể xảy ra. Phản ứng thu nhiệt xảy ra khi năng lượng được hấp thụ từ môi trường xung quanh, làm giảm nhiệt độ.