化学反应总是要使自身能量降低，类似物理中的势能，总是要向降低能量的方向反应。物质能量越大，就相当于势能越大，就越不稳定。键能是断裂1mol气态分子中的化学键所吸收的能量或者生产1mol化学键所放出的能量，如果键能越大，则断裂所需要吸收的能量就越多，该物质就越稳定。

在自然界中能量的形式多种多样，如光能、热能、电能、机械能和化学能等。在生命体系中，只有化学能可以被直接作为用来做功的能源，而其他形式的能量则是起激发生物体做功的作用。例如，它们可以分别激发动物的平衡感觉、视觉、温觉、痛觉和味觉等。提供给生物体做功的化学能，可以来自因水解等化学反应而造成生物分子化学键断裂产生的能量，也可以来自因离子浓度梯度变化而得到的能量。

对生物体来说，储藏在化学键中的能量是一种重要的自由能。所谓自由能，就是能够用来做功的能量。食物中的自由能有相当一部分是以热的形式散发出去，这些热不能再被用来做功。不管怎么说，所有形式的能量最终都要转化为热能，因此能量的测度通常采用热的单位，如千焦（kJ）、千卡（kcal）。