Semua materi terdiri dari molekul. Banyak molekul dapat hidup berdampingan secara damai hampir tanpa batas. Beberapa molekul, bagaimanapun, menyebabkan beberapa jenis reaksi ketika mereka bersentuhan dengan molekul tertentu. Untuk reaksi ini terjadi, molekul harus dibawa sangat dekat bersama-sama dan dalam orientasi tertentu. Energi aktivasi juga terlibat dalam banyak reaksi, karena biasanya, reaksi juga melibatkan pemutusan ikatan yang sudah ada sebelumnya.
Sejumlah besar energi sering diperlukan untuk reaksi kimia berlangsung, karena kekuatan ikatan yang perlu diputus. Jumlah energi aktivasi yang diperlukan untuk memulai reaksi sering disebut energi penghalang. Energi ini jarang disediakan oleh molekul yang bertabrakan, jadi faktor lain diperlukan untuk membantu molekul membersihkan penghalang energi dan memfasilitasi reaksi kimia. Panas, faktor fisik, dan penambahan enzim yang sesuai, faktor kimia, adalah dua contoh faktor yang mengaktifkan molekul.
Begitu reaksi kimia dimulai, sering kali melepaskan energi yang cukup, biasanya sebagai panas, untuk mengaktifkan reaksi berikutnya dan seterusnya dalam reaksi berantai. Inilah yang terjadi dengan api. Kayu dapat terletak di tumpukan kayu selama bertahun-tahun tanpa meledak menjadi api secara spontan. Setelah dibakar, diaktifkan oleh percikan, itu benar-benar menghabiskan dirinya sendiri karena panas yang dilepaskan memasok energi aktivasi untuk menjaga sisa kayu tetap menyala. Pemanasan campuran akan meningkatkan laju reaksi.
Untuk sebagian besar reaksi biologis, pemanasan tidak praktis karena suhu tubuh terbatas pada kisaran yang sangat kecil. Panas hanya dapat digunakan sebagai cara untuk mengatasi penghalang energi sampai batas yang sangat terbatas sebelum sel-sel rusak. Agar reaksi berlangsung, sel harus menggunakan enzim untuk secara selektif menurunkan energi aktivasi reaksi.
Enzim adalah molekul protein yang bertindak sebagai katalis biologis. Katalis adalah molekul yang mempercepat reaksi kimia, tetapi tetap tidak berubah pada akhir reaksi. Hampir setiap reaksi metabolisme yang terjadi dalam organisme hidup dikatalisis oleh enzim. Enzim memiliki bentuk tiga dimensi yang tepat dan memiliki situs aktif, di mana sebuah molekul dapat menempelkan dirinya pada enzim. Bentuk situs aktif memungkinkan molekul tertentu untuk mengikatnya dengan sempurna, sehingga setiap jenis enzim biasanya akan bekerja hanya pada satu jenis molekul, yang disebut molekul substrat. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim akan berlangsung cepat pada suhu yang jauh lebih rendah daripada tanpanya.
Misalnya, selama respirasi, molekul glukosa bereaksi dengan molekul oksigen dan dipecah untuk membentuk karbon dioksida dan air dan melepaskan energi. Karena glukosa dan oksigen tidak reaktif secara alami, sejumlah kecil energi aktivasi harus ditambahkan untuk memulai proses respirasi. Ketika salah satu molekul substrat berikatan dengan enzim yang dibutuhkan, bentuk molekul akan sedikit berubah. Ini pada gilirannya memudahkan molekul itu untuk mengikat molekul lain atau berubah menjadi produk reaksi. Dengan demikian, enzim telah mengurangi energi aktivasi reaksi, atau mempermudah reaksi berlangsung.
Jika penghalang energi tidak ada, molekul kompleks berenergi tinggi yang menjadi sandaran kehidupan akan menjadi tidak stabil dan lebih mudah terurai. Oleh karena itu, penghalang energi aktivasi mencegah sebagian besar reaksi berlangsung. Ini memastikan lingkungan yang stabil untuk semua makhluk hidup.