Znanstveno, energija se definira kao sposobnost obavljanja posla. Iako postoji mnogo oblika energije, oni se mogu grupirati u dvije kategorije: potencijalna energija ili pohranjena energija; i kinetička energija, odnosno energija kretanja. Kemijska energija je oblik potencijalne energije i posjeduju je stvari kao što su hrana, goriva i baterije.
Unutar svake kategorije energije postoji mnogo različitih oblika energije. Kemijska energija je jedan od oblika potencijalne energije, uz mehaničku energiju, gravitacijsku energiju, nuklearnu energiju i električnu energiju. Svi ovi oblici energije pohranjeni su unutar objekta i pretvaraju se u oblike kinetičke energije kada se primijeni sila ili promjena. Različiti oblici kinetičke energije su energija zračenja, koja uključuje svjetlost, rendgenske zrake i radio valove, toplinu, kretanje i zvuk.
Kao što kaže prvi zakon termodinamike, energija se ne može niti stvoriti niti uništiti; može se samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi. Tijekom kemijskih reakcija molekule se mogu stvoriti ili uništiti. Ako je proizvod stvoren, kemijska energija se pohranjuje u vezama koje čine molekule. Ako se nešto razgradi, oslobađa se kemijska energija, obično kao toplina. Ako reakcija oslobađa energiju, naziva se egzotermnom, a ako apsorbira energiju, naziva se endotermnom.
Jedan primjer kemijske energije je ona koja se nalazi u hrani koju jedemo. Energija je pohranjena u vezama molekula koje čine hranu. Kada jedemo hranu, velike molekule se razgrađuju na manje molekule koje mogu koristiti stanice tijela. Proces razgradnje i korištenja hrane od strane naših stanica naziva se disanje. Tijekom disanja, kemijska energija se pretvara u toplinu, kinetičku energiju i druge oblike kemijske energije, poput one pohranjene u masnim stanicama u našem tijelu.
Hrana je samo jedan primjer goriva – to je način na koji životinje, uključujući ljude, hrane svoja tijela. Ostali oblici goriva uključuju drvo i kemikalije, kao što je nafta. Kada se drvo sagorijeva, kemijska energija unutar stanica drva se lomi i oslobađa se toplina. U motoru automobila ili kamiona, energija u benzinu se pretvara u toplinu i kretanje, kako bi se automobil pokrenuo.
Kinetička energija se također može pretvoriti u potencijalnu energiju. Tijekom procesa fotosinteze koju provode biljke, energija zračenja ili sunčeva svjetlost pretvara se u kemijsku energiju koja se pohranjuje u biljci. Kada životinje jedu biljke, događa se obrnuta reakcija. Veze su prekinute, što oslobađa pohranjenu kemijsku energiju koju životinje mogu koristiti.