Stabilitas termodinamika adalah istilah yang digunakan dalam kimia untuk menggambarkan sistem kimia yang tidak mengkonsumsi atau melepaskan energi panas. Dengan tidak adanya perubahan energi panas, zat tersebut tidak mengalami reaksi kimia dan, karenanya, stabil. Dalam campuran yang stabil secara termodinamika, keadaan stabil terjadi baik sebelum salah satu reaktan kimia diubah menjadi produk kimia atau setelah proses itu selesai. Jika sistem kimia stabil secara termodinamika, tidak ada pergerakan panas di dalam sistem atau antara sistem dan lingkungan sekitarnya.
Ilmuwan dapat mengukur jumlah energi panas yang dihasilkan atau dimasukkan ke dalam reaksi kimia. Beberapa sistem kimia akan secara otomatis bereaksi satu sama lain ketika mereka bersentuhan. Reaksi termodinamika yang terjadi secara spontan dan mengeluarkan panas disebut reaksi eksoterm. Meskipun dimungkinkan untuk menambahkan energi panas ke sistem jenis ini, tindakan yang biasanya berfungsi untuk mempercepat reaksi, ada cukup energi di dalam reaktan itu sendiri untuk mengubah reaktan menjadi produk. Setelah reaksi selesai, produk kimia, yang merupakan sistem kimia yang sama dengan reaktan yang pernah dibuat, dikatakan dalam keadaan stabilitas termodinamika.
Reaktan mungkin perlu mengkonsumsi energi untuk diubah menjadi produk. Dalam jenis sistem kimia ini, stabilitas termodinamika terjadi sebelum energi ditambahkan ke sistem. Dengan tidak adanya energi panas ekstra, bahan kimia dalam sistem tidak akan bereaksi satu sama lain. Mereka mampu menolak diubah menjadi produk. Stabilitas termodinamika jenis ini terjadi pada reaksi endoterm.
Contoh reaksi kimia eksotermik yang menghasilkan produk yang stabil secara termodinamika adalah transformasi gula dan air menjadi gula-air. Ketika gula ditambahkan ke air, reaktan membentuk sistem termodinamika yang tidak stabil. Gula mulai secara otomatis larut ke dalam air, proses yang berlanjut sampai semua gula hilang. Pada titik ini, sistem stabil secara termodinamika karena akan membutuhkan penambahan energi ke dalam sistem untuk membalikkan proses kimia dan memisahkan air dan gula dari satu sama lain. Keadaan stabilitas termodinamika yang sebenarnya jarang terjadi karena sistem kimia hampir selalu dalam proses bereaksi dalam beberapa cara.