物質の化学反応によって発生するエネルギー。化学反応は、原子の殻外電子のうち、最外殻電子が電気力によって他の原子と結合したり分離したりすることで生じる現象である。化学反応がすべて熱の出入りを伴うとは限らないが、エネルギー変換では化石燃料の燃焼のように化学反応によって発生する熱エネルギーを利用している。また、水素と酸素を燃料電池によって直接結合させ、そのとき放出する電子を電気エネルギーの形で取り出すこともできる。一次エネルギーの中で化石燃料とバイオマスは化学エネルギーである。