Το εξώθερμο αναφέρεται σε μια χημική διαδικασία που απελευθερώνει ενέργεια ως υποπροϊόν. Αυτή η ενέργεια είναι συνήθως με τη μορφή θερμότητας, αλλά μπορεί επίσης να έχει τη μορφή φωτός, ηλεκτρισμού ή ήχου. Η απελευθέρωση συμβαίνει όταν οι δεσμοί μεταξύ των χημικών που χρησιμοποιούνται στις αντιδράσεις μετατρέπονται σε θερμική ενέργεια.
Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο χημικό Marcellin Pierre Eugène Berthelot, ο όρος προέρχεται από το ελληνικό πρόθεμα «ex-» και τη λέξη thermein. Το Thermein αναφέρεται στις διαδικασίες θέρμανσης, ενώ το πρόθεμα σημαίνει απλώς έξω, υποδεικνύοντας ότι αυτή είναι η κατεύθυνση που πηγαίνει η θερμότητα όταν παράγεται. Ο Berthelot πίστευε ότι όλες οι χημικές διεργασίες μπορούσαν να μετρηθούν με κάποιο τρόπο, όπως με τη θερμότητα που απελευθερώνεται από τις εξώθερμες αντιδράσεις.
Οι εξώθερμες αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα σε συνθήκες όπου τα χημικά αντιδρώντα βρίσκονται υπό σταθερή πίεση και σε σταθερό όγκο. Στις περιπτώσεις αντιδράσεων που απελευθερώνουν θερμότητα, αυτό φαίνεται σε αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτή η θερμότητα μπορεί να προέλθει από προηγούμενη απελευθέρωση άλλου υποπροϊόντος όπως το φως. Σε αυτή την περίπτωση, το φως απορροφάται στα μόρια της χημικής ουσίας, κάνοντας τα μόρια να δονούνται. Αυτό με τη σειρά του δημιουργεί θερμότητα.
Μερικές φορές η θερμότητα είναι τόσο μικρή που χρειάζονται επιστημονικά όργανα για τη μέτρηση της αλλαγής της θερμοκρασίας. Άλλες αντιδράσεις γίνονται αισθητές χωρίς τη βοήθεια επιστημονικού εξοπλισμού. Οι εξώθερμες αντιδράσεις είναι συχνές και συμβαίνουν όταν το νερό συμπυκνώνεται από ατμούς και σχηματίζει βροχή ή όταν σχηματίζεται χιόνι στα σύννεφα. Το άναμμα ενός κεριού οδηγεί σε μια χημική, εξώθερμη αντίδραση που γίνεται αισθητή στη θερμότητα της φλόγας, όπως ακριβώς η καύση ξύλου ή άνθρακα σε μια σόμπα παράγει αρκετή θερμότητα για να ζεστάνει ένα ολόκληρο σπίτι.
Η πυρηνική σχάση είναι ένα άλλο παράδειγμα εξώθερμης αντίδρασης. Στην πυρηνική σχάση, τα άτομα ορισμένων ισοτόπων χωρίζονται, απελευθερώνοντας θερμική ενέργεια. Όταν ένα άτομο χωρίζεται με ένα νετρόνιο, απελευθερώνει όχι μόνο θερμότητα αλλά ένα επιπλέον νετρόνιο που συνεχίζει να χωρίζει ένα άλλο άτομο, ξεκινώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση. Αυτή η αλυσιδωτή αντίδραση είναι που τροφοδοτεί έναν πυρηνικό αντιδραστήρα και η απελευθέρωση θερμικής ενέργειας που τον καθιστά μια τόσο πολύτιμη πηγή ενέργειας. Ωστόσο, οι αντιδράσεις διατηρούνται υπό έλεγχο σε έναν αντιδραστήρα. όταν δεν ελέγχεται, η αντίδραση μετατρέπεται σε αυτή που οδηγεί μια πυρηνική βόμβα.
Το αντίθετο μιας εξώθερμης αντίδρασης είναι μια ενδόθερμη αντίδραση. Σε αυτόν τον τύπο χημικής αντίδρασης, η θερμική ενέργεια απορροφάται στη διαδικασία. Αυτό φαίνεται σε αντιδράσεις όπως η φωτοσύνθεση και η εξάτμιση. Αυτές οι χημικές διεργασίες δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν χωρίς την ύπαρξη θερμότητας, και επειδή οι εξώθερμες αντιδράσεις παράγουν θερμότητα αντί να την χρειάζονται ως συστατικό της αντίδρασης, οι εξώθερμες διεργασίες συμβαίνουν πιο αυθόρμητα.