Vid exoterma reaktioner frigörs kemisk energi i form av värme till omgivningen. När reaktanternas bindningar går sönder absorberas energi, men när produkternas bindningar bildas frigörs mer energi än vad som absorberades. Denna överskottsenergi frigörs som värme, vilket gör att omgivningen ökar i temperatur.

Förändringen av den inre energin i ett system under en reaktion är lika med värmeflödet mellan systemet och omgivningen. I en exoterm reaktion minskar den inre energin i systemet eftersom värme frigörs till omgivningen. Det betyder att produkternas totala energi är lägre än reaktanternas totala energi. Entalpiförändringen för en exoterm reaktion är negativ eftersom värme frigörs från systemet till omgivningen.