Dans les réactions exothermiques, l’énergie chimique est libérée sous forme de chaleur dans l’environnement. Lorsque les liaisons des réactifs se rompent, l’énergie est absorbée, mais lorsque les liaisons des produits se forment, plus d’énergie est libérée qu’elle n’en a été absorbée. Cet excès d’énergie est libéré sous forme de chaleur, provoquant une augmentation de la température de l’environnement.

La variation de l’énergie interne d’un système au cours d’une réaction est égale au flux de chaleur entre le système et l’environnement. Dans une réaction exothermique, l’énergie interne du système diminue car de la chaleur est libérée dans l’environnement. Cela signifie que l’énergie totale des produits est inférieure à l’énergie totale des réactifs. Le changement d'enthalpie pour une réaction exothermique est négatif car la chaleur est libérée du système vers l'environnement.