Bir ya da daha fazla maddenin bir ya da birden fazla maddeye dönüşebildiği tepkimelerdir. Bir kimyasal tepkime sırasında ortama enerji salınır ya da ortamdan enerji emilir ama toplam molekül ağırlığında bir eksilme olmaz. Örneğin, su molekülü bir oksijen, iki hidrojen atomundan oluşur. Saf su kendini oluşturan elementlere ayrıştırıldığında, suyu oluşturan su molekülleri hidrojen ve oksijen atomlarına ayrışır ve hidrojen atomları birbirleriyle birleşerek her birinin iki hidrojen atomu içerdiği hidrojen moleküllerini oluşturur. Aynı şekilde iki oksijen atomu içeren oksijen molekülleri oluşur. Bir kimyasal tepkimede maddeler kendi özelliklerini yitirir. Örneğin, su ne yanıcı ne de yakıcı bir maddedir ama onu oluşturan hidrojen çabuk alev alır; bunun yanında oksijen de yakıcı bir maddedir ve normal olarak yanma olayının bir parçasıdır.

Bazı kimyasal tepkimelerde dışarıya ısı verilir ve bazı tepkimelerde de dışarıdan ısı alınır. Isı veren tepkimelere ekzotermik tepkimeler, ısı alanlara da endotermik tepkimeler adı verilir.

Bazı tepkimelerde de yer değiştirme meydana gelir ve buna göre tepkimeler sınıflandırılır: İki ya da daha fazla elementin oluşturduğu bir grup olan bir bileşiğin kendini oluşturan elementlerine ayrılması çözünme tepkimesi; 2 ya da daha fazla elementin bir bileşik oluşturmasına da sentez, yani kimyasal birleşim tepkimesi adı verilir.

Yükseltgenme ve indirgenme tepkimeleri diğerleri arasında en önemli tepkimelerdir.

Tersinir tepkimelerdeyse bir kimyasal değişim yürürken, buna paralel olarak bir başka değişim başlangıç maddelerini oluşturacak biçimde ters yönde ilerler.