Kemijska ravnoteža odnosi se na stabilan omjer između reaktanata i produkata u reverzibilnoj kemijskoj reakciji. U reverzibilnoj reakciji reaktanti se ne pretvaraju u potpunosti u produkte; nego će polako prestati reagirati kako se postigne kemijska ravnoteža. Na brzinu reakcije utječu mnogi čimbenici, uključujući temperaturu, fazu tvari i prisutnost katalizatora. Mnoge reakcije zahtijevaju početni unos energije da bi počele reagirati.
Štoviše, kemijska reakcija je stvaranje ili razbijanje kemijskih veza. Kemijska veza nastaje kada elektromagnetske sile između atoma ili molekula uzrokuju privlačnost između njih. Ionska veza je kada dva iona – suprotno nabijeni atomi – izravno privlače jedan drugoga. Kovalentna veza uključuje dijeljenje parova elektrona između atoma. Te kemijske veze tvore nove tvari s vlastitim kemijskim svojstvima.
Koncept kemijske ravnoteže povezan je s idejom reverzibilne reakcije. Zapravo, sve kemijske reakcije su u određenom stupnju reverzibilne, tako da ne postoji temeljna razlika između reaktanata i proizvoda. Neke reakcije, međutim, imaju nezanemariv stupanj reverzibilnosti – u tim reakcijama kemijska ravnoteža postaje važna. Kada je reverzibilnost naglašena u znanstvenom zapisu, izvorna strelica između reaktanata i proizvoda zamjenjuje se parom zakačenih strelica. Oni ukazuju da se reakcija odvija u oba smjera.
Brzina kojom se postiže kemijska ravnoteža može jako varirati. Neke reakcije su potpune nakon manje od sekunde, dok druge traju mnogo godina. Iako ne postoji jedinstvena metoda predviđanja brzine reakcije, poznato je da mnogi čimbenici imaju važnu ulogu.
Jedan od takvih faktora je temperatura. Više temperature dopuštaju da više energije uđe u sustav, što obično rezultira bržim reakcijama. Faza tvari – kruta, tekuća ili plinovita – također može utjecati na to koliko brzo tvari postižu kemijsku ravnotežu. Konačno, prisutnost katalizatora može uvelike ubrzati reakciju. Enzim je vrsta katalizatora važnog u regulaciji metabolizma živih bića.
Neke reakcije se ne odvijaju iako nisu u kemijskoj ravnoteži. To je zato što mnoge reakcije zahtijevaju aktivacijsku energiju. Tekući vodik i kisik, na primjer, mogu ostati u fizičkom kontaktu bez reakcije. Mala količina energije, međutim, može uzrokovati da reaktanti u biti eksplodiraju i oslobađaju veliku količinu energije. Isti se fenomen vidi i kod spaljivanja drva—iako drvo može osloboditi mnogo energije kada izgori, uvijek je potrebna početna iskra ili plamen da bi se proces pokrenuo.