Tieteellisesti energia määritellään kyvyksi tehdä työtä. Vaikka energiamuotoja on monia, ne voidaan ryhmitellä kahteen luokkaan: potentiaalinen energia tai varastoitu energia; ja liike -energia, tai liike -energia. Kemiallinen energia on potentiaalienergian muoto, ja sitä hallitsevat esimerkiksi ruoka, polttoaineet ja akut.
Jokaisessa energiaryhmässä on monia erilaisia energiamuotoja. Kemiallinen energia on yksi potentiaalienergian muoto yhdessä mekaanisen energian, painovoiman, ydinvoiman ja sähköenergian kanssa. Kaikki nämä energiamuodot tallennetaan esineeseen ja muutetaan kineettiseksi energiaksi, kun siihen kohdistetaan voimaa tai muutosta. Kineettisen energian eri muodot ovat säteilyenergiaa, joka sisältää valoa, röntgensäteitä ja radioaaltoja, lämpöä, liikettä ja ääntä.
Kuten termodynamiikan ensimmäisessä laissa todetaan, energiaa ei voida luoda eikä tuhota; se voidaan muuttaa vain muodosta toiseen. Kemiallisten reaktioiden aikana molekyylejä voidaan luoda tai tuhota. Jos tuote luodaan, kemiallinen energia varastoidaan molekyylien muodostaviin sidoksiin. Jos jokin hajoaa, kemiallinen energia vapautuu, yleensä lämmönä. Jos reaktio vapauttaa energiaa, sitä kutsutaan eksotermiseksi, ja jos se absorboi energiaa, sitä kutsutaan endotermiseksi.
Yksi esimerkki kemiallisesta energiasta on se, jota löytyy syömästämme ruoasta. Energia varastoituu ruoan muodostavien molekyylien sidoksiin. Kun syömme ruokaa, suuret molekyylit hajoavat pienemmiksi molekyyleiksi, joita kehon solut voivat käyttää. Ruoan hajottamista ja käyttämistä soluissamme kutsutaan hengitykseksi. Hengityksen aikana kemiallinen energia muuttuu lämmöksi, kineettiseksi energiaksi ja muuksi kemialliseksi energiaksi, kuten kehomme rasvasoluihin.
Ruoka on vain yksi esimerkki polttoaineesta – eläimet, myös ihmiset, ruokkivat kehoaan. Muita polttoaineita ovat puu ja kemikaalit, kuten öljy. Kun puuta poltetaan, kemiallinen energia puun soluissa rikkoutuu ja lämpöä vapautuu. Auton tai kuorma -auton moottorissa bensiinin energia muuttuu lämmöksi ja liikeksi, jotta auto liikkuu.
Kineettinen energia voidaan myös muuntaa potentiaaliseksi energiaksi. Kasvien suorittaman fotosynteesin aikana säteilevä energia tai auringon valo muuttuu kemialliseksi energiaksi, joka varastoituu laitokseen. Kun eläimet syövät kasveja, tapahtuu käänteinen reaktio. Sidokset katkeavat, mikä vapauttaa varastoidun kemiallisen energian eläinten käyttöön.