الديناميكا الحرارية الكيميائية فرع يطبق مبادئ الديناميكا الحرارية على التفاعلات والتوازنات الكيميائية، ويبحث في إمكان حدوث التفاعل واتجاهه وشروط زيادة مردوده. تدرس الطاقة الحرة والإنثالبي والإنتروبي والضغط والحرارة والتركيب، لكنها لا تحدد سرعة التفاعل ولا آليته، فذلك من اختصاص الحركية الكيميائية. تساعد هذه المعرفة على تصميم العمليات الصناعية وفهم التوازنات في المحاليل والغازات والأنظمة الحيوية والمواد.