Réaction chimique
Les réactions chimiques provoquent un changement de la nature chimique de la matière. Sont donc exclues les transformations purement physiques comme les changements d'état (fusion, solidification, évaporation, ébullition), l'usure, l'érosion et la rupture. Une réaction peut dégager de l'énergie (en général sous forme de chaleur, mais aussi de la lumière), elle est alors une réaction exothermique. Elle peut nécessiter un apport d'énergie, sous forme de chaleur (donc « produire du froid ») ou de lumière, elle est alors une réaction endothermique. D'une manière générale, une réaction ne peut avoir lieu que si certaines conditions sont réunies (présence de tous les réactifs, conditions de température, de pression, de lumière). Certaines réactions nécessitent ou sont facilitées par la présence d'une substance chimique, appelée catalyseur, qui n'est pas consommée par la réaction. Classiquement, les réactions chimiques impliquent des changements qui concernent le mouvement des électrons, la formation et la rupture des liaisons chimiques. Cependant, le concept général d'une réaction chimique, en particulier la notion d'équation chimique, est aussi applicable aux transformations élémentaires des particules et des réactions nucléaires. En chimie organique, diverses réactions chimiques sont combinées dans la synthèse chimique afin d'obtenir le produit désiré. En biochimie, des séries de réactions chimiques catalysées par des enzymes forment les voies métaboliques, par lesquelles des synthèses et les décompositions d'habitude impossibles sont exécutées dans une cellule.
Astrochimie
En astrochimie, l'évolution de l'abondance d'une espèce atomique ou moléculaire est décrite par la somme des processus conduisant à sa production et de ceux conduisant à sa destruction. On parle d'état d'équilibre du nuage interstellaire lorsque les abondances des différents atomes et molécules ne varient plus au cours du temps. Les réactions physico-chimiques qui se produisent au sein d'un nuage interstellaire sont fortement influencées par les caractéristiques physiques du milieu qui les environne comme sa température, sa densité ou encore la présence ou non d'une étoile à proximité du nuage (exposition à un flux de photons UV). Les deux principaux types de réaction moléculaire connus à ce jour en astrochimie sont les réactions chimiques en phase gazeuse (réaction ion-molécule, réaction entre espèces neutres, photodissociation, association radiative) et celles qui se produisent à la surface des grains de poussière interstellaire.