Năng lượng hydrat hóa là lượng nhiệt được giải phóng khi một chất ion bị hòa tan và các ion thành phần của nó bị ngậm nước hoặc được bao quanh bởi các phân tử nước. Các phân tử nước phân cực liên kết chặt chẽ với các ion, với các ion dương đầu cuối hyđrô hướng về các ion âm và đầu ôxy âm hướng về các ion dương. Nói chung, năng lượng hydrat hóa càng cao thì chất ion càng dễ hòa tan.
Cũng như các phản ứng hóa học khác trong đó các hợp chất mới được hình thành hoặc các hợp chất cũ bị phá vỡ, lợi thế nhiệt động lực học là một phần quan trọng của việc phản ứng có diễn ra tự phát hay không. Điều này có nghĩa là, nói chung, bất kỳ phản ứng hóa học nào cũng có nhiều khả năng xảy ra hơn nếu nó dẫn đến giải phóng năng lượng, vì điều này có xu hướng tạo ra trạng thái ổn định hơn cho các hợp chất liên quan. Có những trường hợp xu hướng giải phóng năng lượng, entanpi của một phản ứng, bị khắc phục bởi sự gia tăng entropi, làm cho các phản ứng trung hòa về mặt năng lượng hoặc thậm chí không có lợi xảy ra.
Ví dụ quen thuộc nhất về năng lượng hydrat hóa là sự hòa tan của muối trong nước. Natri clorua là muối phổ biến nhất mà mọi người gặp phải, nó bao gồm các tinh thể ion của các ion natri và các ion clorua. Khi bị nước hòa tan, nước ấm lên do năng lượng hydrat hóa được giải phóng.
