La termodinámica es la parte de la ciencia que estudia los intercambios de energía asociados a los procesos físicos y a los químicos (reacciones). Una reacción puede liberar o absorber energía, y un cambio físico puede hacer lo mismo (por ejemplo, la fusión del hielo o la ebullición del agua). La termoquímica se centra en los intercambios de energía entre el sistema en estudio y su entorno. La termoquímica es útil para predecir la evolución de un sistema según la energía intercambiada en combinación con las determinaciones de la entropía, que también se utiliza para predecir si una reacción es espontánea o no espontánea

Las reacciones endotérmicas absorben calor. Las reacciones exotérmicas liberan calor. La termoquímica funde los conceptos de la termodinámica con el concepto de energía en forma de enlaces químicos. Esto incluye el cálculo de magnitudes tales como la capacidad calorífica, el calor de la combustión, la entalpía, la entropía, la energía libre...