Phản ứng hóa học xảy ra khi hai phân tử va chạm với nhau theo một định hướng và một lực nhất định, gây ra sự thay đổi hóa học do sự phá vỡ và hình thành liên kết giữa các nguyên tử. Liên kết bị phá vỡ và được hình thành do sự chuyển động và chia sẻ electron giữa các nguyên tử mà không có bất kỳ sự thay đổi nào đối với hạt nhân.
Mặc dù có nhiều loại liên kết hóa học, nhưng các liên kết phổ biến nhất là liên kết ion hoặc cộng hóa trị. Liên kết ion xảy ra khi một nguyên tử lấy điện tử từ nguyên tử khác, gây ra các phản ứng hóa học, chẳng hạn như phản ứng hóa học với natri và clo để tạo thành muối ăn. Liên kết cộng hóa trị xảy ra khi các nguyên tử chia sẻ các electron, gây ra các phản ứng hóa học như phản ứng hóa học giữa hydro và oxy để tạo thành nước.
Các biến đổi hóa học trong phản ứng là sự biến đổi của các chất phản ứng thành một hoặc nhiều sản phẩm, có tính chất khác với chất phản ứng ban đầu. Các thay đổi hóa học xảy ra ở một tốc độ phản ứng đã định dựa trên nhiệt độ và nồng độ hóa chất liên quan, và thường kết thúc khi một trong các chất phản ứng được tiêu thụ, năng lượng cần thiết không còn được cung cấp hoặc hỗn hợp chất phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng hóa học. Ở trạng thái cân bằng, phản ứng ổn định, nhưng phản ứng có thể được tiếp tục bằng cách loại bỏ các sản phẩm khỏi hỗn hợp phản ứng, tăng nhiệt độ hoặc áp suất.