Potentiell kemisk energi är energi lagrad i ett material som kan frigöras genom en kemisk reaktion. Denna energi kan komma från att kombinera atomer eller molekyler eller från att bryta isär molekyler. Det frigörs i form av värme, ljus eller båda. Vanligtvis är någon typ av trigger nödvändig för att frigöra potentiell energi, men denna trigger kan vara så enkel som att bara blanda två material tillsammans, som att tillsätta den mycket reaktiva metallen, kalium, med vatten, vilket resulterar i en mycket stark reaktion som frigör en hel del av värme.
Bildandet och brytandet av bindningar mellan atomer är källan till all potentiell kemisk energi. Beroende på styrkan hos sådana bindningar kommer mängden lagrad energi att variera. Mycket starka bindningar lagrar en liten mängd energi, och svaga bindningar lagrar större mängder. Starka bindningar är mycket stabila och kräver extra energi för att bryta, vilket innebär att mindre energi frigörs när de bryts. Motsatsen är sant för svaga bindningar, så de kräver lite extra energi som en trigger för att bryta och frigöra en hel del energi.
Denna princip om potentiell kemisk energi är grunden för vår användning av många av världens energikällor. Kolvätebränslen, även kända som fossila bränslen, såsom kol, petroleum och dess raffinerade derivat, innehåller mycket stora mängder potentiell kemisk energi. När de bränns, kombineras molekylerna av dessa ämnen med syre. Detta resulterar i att några av de molekylära bindningarna mellan vissa atomer i molekylerna bryts och att andra bildas när syreatomer införlivas i molekylstrukturen, en process som kallas oxidation. Resultatet är frigörandet av potentiell kemisk energi i form av värme och ljus, men särskilt värme, som utnyttjas och används för att driva maskiner och omvandlas till elektricitet.
Lagrad energi uttrycks i internationella standardenheter (SI) av megajoule per kilogram (Mj/kg), och mängden energi som lagras i ett ämne i förhållande till en given massa kallas energitäthet. Detta gör det möjligt att jämföra mängden potentiell kemisk energi som lagras i ett ämne med ett annat i massa. Denna typ av energi kan frigöras på olika sätt. För fossila bränslen frigörs det vanligtvis genom förbränning. För ämnen som livsmedel frigörs det under kroppens metaboliska processer, som är kemiskt identiska med förbränning men utförs mycket långsammare och kontrolleras.
Sprängämnen som dynamit och nitroglycerin frigör sin potentiella kemiska energi mycket snabbt, vilket ger dem deras explosiva egenskaper. De flesta sprängämnen har en relativt låg mängd potentiell kemisk energi i massa, även i jämförelse med saker som socker, men deras kemiska egenskaper gör att denna energi kan frigöras nästan omedelbart. Till exempel innehåller nitroglycerin 6.5 Mj/kg och råsockerrör innehåller 19 Mj/kg.