הכימיה עוסקת בחקר החומרים ותכונותיהם, תוך הבנה מעמיקה של תהליכים כימיים כמו חמצון וחיזור. במהלכם, חומרים מחמצנים ומחזרות משפיעים על דרגות החמצון של מרכיבים שונים. תגובות כימיות יכולות להיות אקסותרמיות, שבהן משתחררת אנרגיה, או אנדותרמיות, שבהן נדרשת אנרגיה לצורך התגובה.