El calor está involucrado en el cambio químico de dos maneras; los cambios químicos pueden hacer que se agregue o se elimine el calor de un objeto, y los cambios químicos requieren una cierta cantidad de calor antes de que puedan ocurrir. Ambos de estos dos mecanismos de cambio químico involucran las características de calor de la sustancia involucrada o sustancias y el medio ambiente en el que se está produciendo el cambio químico.
Algunos cambios en la química alteran toda la estructura de una sustancia. En los cambios químicos que implican un cambio de estado, generalmente hay un intercambio de calor entre el cambio de sustancia y el ambiente en el que se encuentra. Cuando se agrega calor a una sustancia, el proceso se clasifica como endotérmico. Esto ocurre en cambios como la fusión y la vaporización. A la inversa, cuando el calor se elimina de una sustancia, el cambio se denomina exotérmico. Ejemplos de reacciones exotérmicas incluyen la congelación y la condensación.
El calor es importante para los cambios químicos de otra manera. Las reacciones químicas requieren una cierta cantidad de energía. La cantidad específica de energía requerida varía de un tipo de cambio al siguiente y se llama energía de activación para esa reacción. El calor, como forma de energía, es necesario para facilitar estos cambios químicos.