Μια χημική εξίσωση είναι μια αναπαράσταση των μοριακών αλληλεπιδράσεων στις σχετικές τους ποσότητες. Σε μια χημική αντίδραση, ο τρόπος με τον οποίο τα άτομα είναι διατεταγμένα μεταξύ τους αλλάζει. Οι εσωτερικές δομές των ατόμων δεν επηρεάζονται, αλλά η ενέργεια, συνήθως με τη μορφή θερμότητας, είτε απελευθερώνεται είτε απορροφάται κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Η χημική σύνθεση των αντιδρώντων, ή τα συστατικά προ-αντίδρασης, αναγράφεται στην αριστερή πλευρά μιας χημικής εξίσωσης. Τα προϊόντα ή οι προκύπτουσες ενώσεις αναγράφονται στη δεξιά πλευρά.
Η χημική σύνθεση μιας ένωσης αντιπροσωπεύεται με έναν χημικό τύπο. Ένας χημικός τύπος υποδεικνύει πόσα άτομα κάθε στοιχείου υπάρχουν σε ένα μόριο ή σε σταθερές συλλογές ατόμων. Για παράδειγμα, ένα μόριο νερού έχει τον χημικό τύπο H2O επειδή έχει δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Οι χημικοί τύποι πολλαπλών μορίων σε μια εξίσωση χωρίζονται με πρόσημα συν.
Αν και μια μεγάλη ποσότητα ύλης μπορεί να αντιδρά, μια χημική εξίσωση αφορά μόνο τις αναλογίες των μορίων που εμπλέκονται. Τα αντιδρώντα και τα προϊόντα σε μια χημική αντίδραση μπορούν να αντιδράσουν μόνο σε συγκεκριμένες αναλογίες. Αυτό συμβαίνει επειδή τα άτομα ούτε δημιουργούνται ούτε καταστρέφονται. Όποια άτομα υπάρχουν πριν από την αντίδραση πρέπει να παραμείνει και μετά. Για το λόγο αυτό, είναι απαραίτητο να εξισορροπηθούν οι χημικές εξισώσεις. Μια χημική εξίσωση δείχνει μια ισορροπημένη αντίδραση στη μικρότερη δυνατή ποσότητα.
Μπορεί να είναι απαραίτητο να προστεθούν συντελεστές στην αριστερή πλευρά των χημικών τύπων για να επιτευχθεί μια ισορροπημένη εξίσωση. Σε πολλές αντιδράσεις υπάρχουν περισσότερα από ένα από ένα συγκεκριμένο μόριο—ακόμη και στη θεμελιώδη ή τη μικρότερη δυνατή περίπτωση. Εάν υπάρχουν δύο άτομα ενός στοιχείου αλλά δεν βρίσκονται στο ίδιο μόριο, χρησιμοποιείται ένας συντελεστής 2 αντί για δείκτη. Για παράδειγμα, το 2 H2O είναι δύο μόρια νερού, ή 4 άτομα υδρογόνου και 2 άτομα οξυγόνου.
Το πεδίο της μελέτης των μετρήσιμων σχέσεων μεταξύ χημικών αντιδρώντων και προϊόντων ονομάζεται στοιχειομετρία. Είναι χρήσιμο για τον υπολογισμό της ποσότητας του προϊόντος που μπορεί να δημιουργηθεί με μια δεδομένη ποσότητα αντιδραστηρίου. Σε πραγματικές χημικές αντιδράσεις, είναι γενικά αδύνατο να μετατραπούν το 100% των αντιδρώντων σε προϊόντα. Αυτό συμβαίνει επειδή η ύλη διαχωρίζεται στο χώρο και τα αντιδρώντα πρέπει να έρχονται σε επαφή με άλλα για να αντιδράσουν.
Επιπλέον σημειογραφία σε μια χημική εξίσωση μπορεί να αποκαλύψει περισσότερες πληροφορίες για την αντίδραση. Όταν, για παράδειγμα, τα άτομα ή τα μόρια έχουν ηλεκτρικό φορτίο, αυτός ο αριθμός γράφεται στον εκθέτη με πρόσημο συν ή πλην για θετικό ή αρνητικό φορτίο. Άλλα στοιχεία της εξίσωσης περιλαμβάνουν γράμματα σε παρένθεση, τα οποία χρησιμοποιούνται για να υποδείξουν εάν μια ένωση είναι στερεή, υγρή ή αέρια. Μπορούν επίσης να τοποθετηθούν σύμβολα μεταξύ των αντιδρώντων και των προϊόντων για να προσδιοριστεί ο ρυθμός αντίδρασης και εάν η ενέργεια απελευθερώνεται ή απορροφάται.