Eksoterminen viittaa kemialliseen prosessiin, joka vapauttaa energiaa sivutuotteena. Tämä energia on yleensä lämmön muodossa, mutta voi olla myös valon, sähkön tai äänen muodossa. Vapautuminen tapahtuu, kun reaktioissa käytettyjen kemikaalien väliset sidokset muutetaan lämpöenergiaksi.
Ensimmäisen kerran ranskalainen kemisti Marcellin Pierre Eugène Berthelot käytti termiä kreikan etuliitteestä “ex-” ja sanasta “thermein”. Thermein viittaa lämmitysprosesseihin, kun taas etuliite tarkoittaa yksinkertaisesti ulkona, mikä osoittaa, että tämä on suunta, johon lämpö siirtyy tuotettaessa. Berthelot uskoi, että kaikki kemialliset prosessit voitaisiin mitata jollakin tavalla, esimerkiksi eksotermisistä reaktioista vapautuvalla lämmöllä.
Eksotermiset reaktiot tapahtuvat olosuhteissa, joissa kemialliset reagoivat aineet ovat jatkuvassa paineessa ja tasaisessa tilavuudessa. Niissä reaktioissa, jotka vapauttavat lämpöä, tämä näkyy lämpötilan nousuna. Tämä lämpö voi tulla toisen sivutuotteen, kuten valon, aikaisemmasta vapautumisesta. Tässä tapauksessa valo imeytyy kemikaalin molekyyleihin, jolloin molekyylit värisevät. Tämä puolestaan tuottaa lämpöä.
Joskus lämpö on niin vähäistä, että tarvitaan tieteellisiä laitteita lämpötilan muutoksen mittaamiseen. Muut reaktiot tuntuvat ilman tieteellisten laitteiden apua. Eksotermiset reaktiot ovat yleisiä, ja niitä esiintyy, kun vesi tiivistyy höyrystä ja muodostaa sateen tai kun lunta muodostuu pilviin. Kynttilän sytyttäminen aiheuttaa kemiallisen, eksotermisen reaktion liekin kuumuudessa, aivan kuten puun tai hiilen polttaminen uunissa tuottaa tarpeeksi lämpöä koko kodin lämmittämiseen.
Ydinfissio on toinen esimerkki eksotermisestä reaktiosta. Ydinfissioissa tiettyjen isotooppien atomit jakautuvat, mikä vapauttaa lämpöenergiaa. Kun atomi jaetaan neutronilla, se vapauttaa lämmön lisäksi ylimääräisen neutronin, joka jakaa toisen atomin ja käynnistää ketjureaktion. Juuri tämä ketjureaktio on ydinreaktorin voimanlähde ja lämpöenergian vapautuminen tekee siitä niin arvokkaan energialähteen. Reaktiot pidetään kuitenkin kurissa reaktorissa; kun sitä ei valvota, reaktio muuttuu reaktioksi, joka ajaa ydinpommia.
Eksotermisen reaktion vastakohta on endoterminen reaktio. Tämän tyyppisessä kemiallisessa reaktiossa lämpöenergia imeytyy prosessiin; tämä näkyy reaktioissa, kuten fotosynteesissä ja haihtumisessa. Nämä kemialliset prosessit eivät voi tapahtua ilman lämpöä, ja koska eksotermiset reaktiot tuottavat lämpöä sen sijaan, että tarvitsisivat sitä reaktion osana, eksotermiset prosessit tapahtuvat spontaanimmin.