Όταν το κάρβουνο, το ξύλο, το πετρέλαιο, το υδρογόνο και άλλα στοιχεία ή χημικές ενώσεις καίγονται, παράγονται νέες χημικές ενώσεις και απελευθερώνεται θερμότητα. Οι καύσεις είναι οι πιο γνωστές εξώθερμες χημικές αντιδράσεις.

Τα μόρια των χημικών ενώσεων αποτελούνται από άτομα 2 ή περισσότερων διαφορετικών στοιχείων. Τα άτομα αυτά συγκρατούνται στο μόριο της χημικής ένωσης με ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις, ή αλλιώς δυνάμεις van der Waals.

Η αποθηκευμένη, εξ αιτίας των δυνάμεων αυτών, ενέργεια στη χημική ένωση ονομάζεται χημική ενέργεια.

Μηχανισμός: Τα μόρια μιας χημικής ένωσης μπορεί να αντιδράσουν με κάποια άλλη χημική ένωση, ή κάποιο στοιχείο, όπως το οξυγόνο, σχηματίζοντας νέες χημικές ενώσεις. Για να ξεκινήσει μια χημική αντίδραση χρειάζεται συνήθως να προσφέρουμε ενέργεια, ώστε να σπάσουν οι χημικοί δεσμοί που συγκρατούν τα μόρια δεμένα. Στη συνέχεια, σχηματίζονται τα καινούρια μόρια. Αν η ενέργεια (συνήθως θερμότητα), που χρειάζεται για να σπάσουν οι δεσμοί των ατόμων, είναι λιγότερη από αυτή που αποδίδεται όταν σχηματίζονται τα καινούρια άτομα, η αντίδραση είναι εξώθερμη. Στις εξώθερμες αντιδράσεις η αποδιδόμενη ενέργεια είναι συνήθως θερμότητα αλλά επίσης και ηλεκτρομαγνητική (φωτεινή) κλπ.

Μιλώντας από τη σκοπιά των ενεργειακών μετατροπών που συμβαίνουν, στις εξώθερμες αντιδράσεις ένα μέρος από τη χημική ενέργεια που βρίσκεται αποθηκευμένη στα μόρια των χημικών ενώσεων μετατρέπεται σε θερμότητα και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ένα άλλο μέρος της ενέργειας μπορεί να παραμένει στα μόρια της νέας χημικής ένωσης που προκύπτει. Συνολικά έχουμε, δηλαδή, μετατροπή της χημικής ενέργειας που υπάρχει στα μόρια (αυτή που συγκρατεί τα άτομα στην θέση τους) η οποία γίνεται κυρίως θερμότητα.
.