Các phương trình hóa học phải luôn cân bằng do các nguyên tắc được nêu trong Định luật Bảo tồn Vật chất. Định luật khoa học này nói rằng vật chất không thể được tạo ra từ hư không cũng như không thể bị phá hủy. Do đó, cùng một lượng vật chất, ở dạng nguyên tử, phải tồn tại cả trước và sau phản ứng hóa học. Vấn đề có thể thay đổi hình thức hoặc vị trí, nhưng không thể biến mất hoàn toàn hoặc không xuất hiện.
Đôi khi dễ dàng hình dung các nguyên tử tạo nên một phương trình hóa học là một thứ lớn hơn. Ví dụ, nếu một người đang làm món salad, anh ta có thể bắt đầu với một đầu rau diếp, một quả cà chua và một củ cà rốt. Anh ta cần phải cắt nhỏ những loại rau này để làm món salad, nhưng anh ta đã không thực sự làm cho một số loại rau biến mất chỉ vì anh ta cắt chúng thành những miếng nhỏ hơn. Rau mới chưa được tạo ra, các thành phần của món salad chỉ được trộn với nhau. Điều này cũng đúng với các phương trình hóa học bắt đầu bằng một lượng nhất định của một nguyên tố và kết thúc với cùng một lượng, ở cấp độ nguyên tử, của một nguyên tố khác.
Một trong những phương trình hóa học đơn giản nhất là H2 + O2 -> H2O. Tức là, hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy kết hợp với nhau để tạo thành một phân tử nước.
