Cheminė potenciali energija yra energija, kuri kaupiasi atomuose ir ryšiuose tarp atomų ir gali būti išleista vykstant įvairioms cheminėms reakcijoms. Daugumai žmonių žinomas pavyzdys yra energija, išsiskirianti deginant iškastinį kurą, pvz., benziną. Šiuo atveju benzino cheminė potenciali energija išsiskiria daugiausia šilumos pavidalu. Žmogaus kūnas išskiria potencialią maisto energiją, kad ją panaudotų kaip kurą. Cheminė potenciali energija yra daugelyje junginių ir cheminių medžiagų, tiek natūralių, tiek žmogaus sukurtų.
Ryšiai tarp atomų yra visos cheminės potencialios energijos šaltinis. Atomai, turintys labai stiprius joninius arba kovalentinius ryšius, turi santykinai mažą potencialią cheminę energiją, nes norint tiesiog nutraukti ryšius, reikia daug išorinės energijos. Silpnesni ryšiai, kaip ir van der Waal tipo, turi daugiau potencialios cheminės energijos, nes jiems nutraukti reikia palyginti mažai energijos.
Energija išsiskiria, kai šie ryšiai susidaro tarp atomų, o cheminių reakcijų energija nesusikuria ir nesunaikinama. Tai reiškia, kad cheminės reakcijos gali būti analizuojamos kaip matematinės lygtys. Kadangi stipriam ryšiui nutraukti reikia daug energijos, tai turi reikšti, kad susiformavus tokiam pačiam ryšiui išsiskiria daug energijos. Pagal tą pačią logiką, susiformavus silpnam ryšiui, išsiskiria palyginti mažai energijos.
Pavyzdžiui, kai du vandenilio atomai susijungia ir sudaro vandenilio dujų molekulę, jie sudaro stiprią jungtį. Tam reikia mažai išorinės energijos. Cheminė atomų energija išsiskiria kaip šiluma ir šviesa. Norint nutraukti ryšį tarp dviejų atomų, ryšiui nutraukti reikia panaudoti tiek pat energijos, kiek išsiskyrė jiems susijungus. Šią energiją sugers atomai.
Su cheminės potencialios energijos išsiskyrimo mechanizmais susiduriame kasdien. Deginti dujas mūsų automobiliuose yra tik vienas iš būdų. Ši energija išsiskiria deguonies molekulėms derinant su kuro molekulėmis. Deguonies molekulės ir kuro molekulės yra susietos palyginti silpnomis jungtimis. Degant kurui, deguonies ir kuro molekulės skyla ir rekombinuojasi kaip anglies dioksido ir vandens molekulės, kurios abi susidaro su labai stipriomis jungtimis, todėl išsiskiria daug energijos. Tada variklis šią energiją paverčia kinetine energija ir naudojama transporto priemonei judėti.