التفاعل الكيميائي عملية يعاد فيها ترتيب الذرات والروابط الموجودة في المواد المتفاعلة، فتتكون مواد جديدة تختلف في خصائصها عن المواد الأصلية. وقد تدل على حدوث التفاعل علامات مثل تغير اللون أو انطلاق الغاز أو تكون راسب أو تغير درجة الحرارة، ولا تكون جميع التفاعلات الكيميائية سهلة العكس، رغم إمكان عكس بعضها تحت ظروف مناسبة.
التفاعل الكيميائي عملية تتحول فيها مادة إلى مادة أخرى نتيجة تكوين روابط بين الذرات أو تفكيكها. تشمل أمثلته صدأ الحديد وهضم الطعام، وتنتج كثير من التفاعلات حرارة، ومنها ما يمد الجسم بالدفء أثناء الهضم. تختلف سرعة التفاعل بحسب الحرارة والضغط وطبيعة المواد وتركيزها، فقد يكون بطيئاً مثل الصدأ أو سريعاً جداً مثل الانفجار. يستخدم الكيميائيون المعادلات الكيميائية لتمثيل المواد المتفاعلة والنواتج ونسب الذرات بينها، مع بقاء العدد الكلي للذرات ونوعها محفوظين رغم تغير ترتيبها وتكوين مواد جديدة. يختلف التفاعل الكيميائي عن التغير الفيزيائي، الذي لا يبدل تركيب المادة، وعن التفاعل النووي الذي يغير نواة الذرة نفسها.
