일정한 온도에서 화학적 반응이 일어날 때 흡수되거나 방출되는 열의 양을 반응열이라 한다. 반응물과 생성물 간에 가지고 있는 열량의 차이에 의해 일어나게 된다. 반응물의 에너지가 생성물의 에너지보다 크면 열이 방출되고 그 반대의 상태일 때 열이 흡수된다. 화학반응 진행 중에 계의 온도를 일정하게 유지하기 위해 계와 외계 사이에서 교환되는 열량을 측정하여 구한다. 실제의 측정에는 봄베 열량계 등 여러 열량계가 쓰인다. 반응열은 부호를 붙여 표시하며 일반적으로 발열반응, 즉 반응계의 온도를 일정하게 유지하기 위해 계에서 외계로 열을 분출할 때의 반응열을 음으로 하고 흡열반응을 할 때의 반응열을 양으로 한다. 화학반응이 정온정적(定溫定積)에서 진행할 때 반응열은 반응계 내부 에너지의 변화와 같다. 봄베 열량계를 이용한 반응열 측정에서는 이 조건이 성립한다. 화학반응이 정온정압에서 진행될 때 반응열은 반응계의 엔탈피의 변화와 같다. 정압반응열은 화학반응식의 오른쪽에 쓴 생성계의 엔탈피에서 왼쪽에 쓴 원계(原系)의 엔탈피를 뺀 값과 같다. 또 반응열을 명시한 화학반응식을 열화학방정식이라고 한다. 반응속도와 반응열은 무관하다. 따라서 반응속도를 높여 주는 촉매에 의해서 반응열이 변하지 않는다. 반응열의 종류에는 연소열(어떤 물질이 완전 연소할 때 발생하는 열량), 생성열(한 화합물을 구성하는 각 원소의 홑원소물질로부터 일정한 압력 하에서 만들 때 흡수 또는 발생하는 열량), 분해열(생성열의 역반응이므로 에너지 값은 생성열과 같으나 부호는 반대이다.), 중화열(산과 염기가 각각 중화할 때에 발생하는 열량), 용해열(어떤 물질을 용매에 녹일 때 출입하는 열)이 있다.