Thermochemie ist die Untersuchung der Energie und Wärme, die mit chemischen Reaktionen und physikalischen Umwandlungen (physikalischen Veränderungen) zusammenhängen. Physikalische Umwandlungen liegen vor, wenn ein Zustand der Materie (z.B. ein fester oder flüssiger Stoff) in einen anderen Zustand übergeht. Beispiele für Transformationen sind das Schmelzen (wenn ein Feststoff zu einer Flüssigkeit wird) und das Sieden (wenn eine Flüssigkeit zu einem Gas wird).

Eine Reaktion gibt Energie ab oder nimmt sie auf. Eine physikalische Umwandlung gibt ebenfalls Energie ab oder nimmt sie auf. Die Thermochemie befasst sich mit diesen Energieänderungen, insbesondere mit dem Energieaustausch eines Systems mit seiner Umgebung. Die Thermochemie ist nützlich bei der Vorhersage von Reaktanten- und Produktmengen zu jeder Zeit während einer bestimmten Reaktion. Thermochemiker tun dies anhand von Daten, einschließlich Entropiebestimmungen. Thermochemiker erkennen, ob eine Reaktion spontan oder nicht-spontan, günstig oder ungünstig verläuft.

Endotherme Reaktionen nehmen Wärme auf. Exotherme Reaktionen geben Wärme ab. Die Thermochemie verbindet die Konzepte der Thermodynamik mit der Vorstellung von Energie in Form von chemischen Bindungen. Sie umfasst Berechnungen solcher Größen wie Wärmekapazität, Verbrennungswärme, Bildungswärme, Enthalpie, Entropie, freie Energie und Kalorien.