Bản chất của phản ứng hóa học là sự thay đổi về cấu trúc và liên kết của các phân tử, nguyên tử hoặc ion trong các chất tham gia phản ứng (chất phản ứng) để tạo ra các chất mới (sản phẩm phản ứng). Trong quá trình này, các liên kết hóa học giữa các nguyên tử được phá vỡ và hình thành các liên kết mới, dẫn đến sự chuyển đổi về tính chất vật lý và hóa học của các chất.

Phản ứng hóa học cũng có thể đi kèm với việc trao đổi năng lượng, thể hiện dưới dạng nhiệt độ, ánh sáng hoặc điện. Từ góc độ nhiệt động học, phản ứng có thể xảy ra theo quy luật bảo toàn năng lượng, tức là tổng năng lượng trong hệ luôn được bảo toàn.