Stabilitatea termodinamică este un termen folosit în chimie pentru a descrie un sistem chimic care nu consumă și nici nu eliberează energie termică. În absența unei modificări a energiei termice, substanța nu suferă o reacție chimică și, prin urmare, este stabilă. În amestecurile care sunt stabile din punct de vedere termodinamic, starea stabilă apare fie înainte ca oricare dintre reactanții chimici să fie transformat în produse chimice, fie după finalizarea procesului. Dacă un sistem chimic este stabil termodinamic, nu există nicio mișcare a căldurii în interiorul unui sistem sau între un sistem și mediul înconjurător.
Oamenii de știință pot măsura cantitatea de energie termică produsă de sau introdusă într-o reacție chimică. Unele sisteme chimice vor reacționa automat unele cu altele atunci când intră în contact. Reacțiile termodinamice care apar spontan și degajă căldură sunt cunoscute ca reacții exoterme. Deși este posibil să adăugați energie termică acestui tip de sistem, un act care de obicei funcționează pentru a accelera reacția, există suficientă energie în reactanții înșiși pentru a transforma reactanții în produse. Odată ce reacția este completă, produsul chimic, care este același sistem chimic pe care l-au alcătuit odată reactanții, se spune că se află într-o stare de stabilitate termodinamică.
Reactanții pot avea nevoie să consume energie pentru a fi transformați în produse. În aceste tipuri de sisteme chimice, stabilitatea termodinamică are loc înainte ca energie să fie adăugată sistemului. În absența energiei termice suplimentare, substanțele chimice din sistem nu vor reacționa între ele. Sunt capabili să reziste transformării în produse. Acest tip de stabilitate termodinamică apare în reacțiile endoterme.
Un exemplu de reacție chimică exotermă care are ca rezultat un produs stabil termodinamic este transformarea zahărului și a apei în zahăr-apă. Când zahărul este adăugat în apă, reactanții formează un sistem instabil termodinamic. Zahărul începe să se dizolve automat în apă, un proces care continuă până când tot zahărul dispare. În acest moment, sistemul este stabil termodinamic, deoarece ar fi nevoie de adăugarea de energie în sistem pentru a inversa procesul chimic și a separa apa și zahărul unul de celălalt. Adevăratele stări de stabilitate termodinamică sunt rare, deoarece sistemele chimice sunt aproape întotdeauna în proces de reacție într-un fel.