Wissenschaftlich wird Energie als die Fähigkeit definiert, Arbeit zu verrichten. Obwohl es viele Energieformen gibt, können sie in zwei Kategorien eingeteilt werden: potentielle Energie oder gespeicherte Energie; und kinetische Energie oder Bewegungsenergie. Chemische Energie ist eine Form potenzieller Energie und wird von Dingen wie Lebensmitteln, Kraftstoffen und Batterien besessen.
Innerhalb jeder Energiekategorie gibt es viele verschiedene Energieformen. Chemische Energie ist neben mechanischer Energie, Gravitationsenergie, Kernenergie und elektrischer Energie eine Form potentieller Energie. Alle diese Energieformen werden in einem Objekt gespeichert und bei Krafteinwirkung oder Veränderung in kinetische Energie umgewandelt. Die verschiedenen Formen kinetischer Energie sind Strahlungsenergie, zu der Licht, Röntgenstrahlen und Radiowellen, Wärme, Bewegung und Schall gehören.
Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik kann Energie weder erzeugt noch vernichtet werden; es kann nur von einem Formular in ein anderes umgewandelt werden. Bei chemischen Reaktionen können Moleküle erzeugt oder zerstört werden. Wenn ein Produkt entsteht, wird die chemische Energie in den Bindungen gespeichert, aus denen die Moleküle bestehen. Wird etwas abgebaut, wird die chemische Energie freigesetzt, meist als Wärme. Wenn eine Reaktion Energie freisetzt, wird sie als exotherm bezeichnet, und wenn sie Energie aufnimmt, wird sie als endotherm bezeichnet.
Ein Beispiel für chemische Energie ist die, die in der Nahrung enthalten ist, die wir essen. Energie wird in den Bindungen der Moleküle gespeichert, aus denen die Nahrung besteht. Wenn wir die Nahrung zu uns nehmen, werden die großen Moleküle in kleinere Moleküle zerlegt, die von den Körperzellen verwendet werden können. Der Prozess des Abbaus und der Verwendung der Nahrung durch unsere Zellen wird als Atmung bezeichnet. Während der Atmung wird die chemische Energie in Wärme, kinetische Energie und andere Formen chemischer Energie umgewandelt, wie sie beispielsweise in den Fettzellen unseres Körpers gespeichert ist.
Nahrung ist nur ein Beispiel für einen Brennstoff – so versorgen Tiere, einschließlich des Menschen, ihren Körper. Andere Brennstoffe sind Holz und Chemikalien wie Erdöl. Beim Verbrennen von Holz wird die chemische Energie in den Holzzellen gebrochen und Wärme freigesetzt. Im Motor eines Autos oder Lastwagens wird die Energie des Benzins in Wärme und Bewegung umgewandelt, um das Auto in Bewegung zu setzen.
Kinetische Energie kann auch in potentielle Energie umgewandelt werden. Bei der Photosynthese der Pflanzen wird Strahlungsenergie oder das Licht der Sonne in chemische Energie umgewandelt, die in der Pflanze gespeichert wird. Wenn Tiere die Pflanzen fressen, findet die umgekehrte Reaktion statt. Die Bindungen werden aufgebrochen, wodurch die gespeicherte chemische Energie für die Tiere freigesetzt wird.