Endoterminis procesas yra procesas, kuris sugeria energiją iš aplinkos. Vykstant cheminei reakcijai, dvi ar daugiau medžiagų – reagentų – sąveikauja viena su kita, kad susidarytų viena ar daugiau naujų medžiagų – produktų. Kai gaminiuose esanti energija yra mažesnė nei reagentų, energija išsiskiria ir reakcija yra egzoterminė. Endoterminėse reakcijose produktai turi daugiau energijos nei reagentai, todėl energija absorbuojama iš jų aplinkos. Taigi egzoterminėse reakcijose reagentai praranda šilumą aplinkai, kuri įkaista, o endoterminėse reakcijose reaguojančios medžiagos gauna šilumą iš savo aplinkos, kuri atšaldoma.
Cheminė reakcija apima ryšių tarp atomų susidarymą. Kadangi sistema visada stengsis pasiekti mažiausią energijos būseną, ryšiai susiformuos tik tuo atveju, jei dėl jų bendra atomų energija po sujungimo bus mažesnė, nei buvo prieš sujungimą. Taigi, susidarant cheminiams ryšiams išsiskiria energija. Tačiau cheminių reakcijų metu ryšiai turi būti nutraukti, kad galėtų susidaryti nauji junginiai. Cheminiam ryšiui nutraukti reikia energijos, o jei ryšiams nutraukti reagentuose reikia daugiau energijos, nei išsiskiria susidarant naujiems ryšiams, bendra reakcija yra endoterminė, nes vyksta grynasis energijos perdavimas iš aplinkos į reagentus.
Nebūtinai taip yra, kad reakcija, kuriai reikia šilumos, yra endoterminė reakcija. Kartais norint pradėti reakciją ryšiams nutraukti reikia šilumos, tačiau susidariusios naujos jungtys išskiria daugiau šilumos, todėl reakcija yra egzoterminė. Pavyzdžiui, vandenilis (H2) kambario temperatūroje nereaguos su deguonimi (O2); tačiau degtuku uždegus vandenilio/deguonies mišinį, dujos sprogstamai susijungia labai egzoterminėje reakcijoje: 2H2 + O2 → 2H2O. Vandenilio ir deguonies molekulių ryšiams nutraukti reikalinga šiluma, tačiau daug daugiau šilumos išsiskiria susidarant naujiems vandenilio-deguonies ryšiams. Todėl tai egzoterminė reakcija.
Priešingai, deguonies jungimasis su azotu (N2), kad susidarytų azoto oksidas (NO), yra endoterminė reakcija. Azoto molekulėje atomai yra laikomi kartu labai stipriu trigubu ryšiu. Energija, reikalinga šiam ryšiui nutraukti, yra didesnė už energiją, išsiskiriančią susidarant azoto oksidui, todėl reakcija yra endoterminė. Kitos endoterminės reakcijos apima vandens ir anglies dioksido susijungimą, kad susidarytų gliukozė fotosintezės metu, kai reikiama energija gaunama iš saulės šviesos.
Bendras reagentų arba produktų energijos kiekis cheminėje reakcijoje yra žinomas kaip entalpija. Jis išreiškiamas energijos kilodžauliais (kJ) ir vaizduojamas simboliu ΔH. Dėl cheminės reakcijos pasikeičia entalpija. Vykstant egzoterminėms reakcijoms produktai turi mažiau energijos nei reagentai, todėl pokytis yra neigiamas. Endoterminėse reakcijose produktai turi daugiau energijos nei reagentai, todėl pokytis yra teigiamas.
Dėl egzoterminės vandenilio ir deguonies reakcijos į vandenį susidaro neigiamas entalpijos pokytis -285.8 kJ kiekvienai susidariusio vandens molekulei. Dėl endoterminės azoto ir deguonies reakcijos į azoto oksidą susidaro teigiamas +180.5 kJ entalpijos pokytis. Cheminės lygtys gali būti parašytos taip, kad būtų įtrauktos entalpijos pokytis, taip nurodant, ar reakcija yra egzoterminė, ar endoterminė, pavyzdžiui:
N2(g) + O2(g) → 2NO(g); ΔH = +180.5 kJ
Šios lygtys apima reagentų ir produktų būsenas: s = kieta medžiaga, l = skystis ir g = dujos.
Endoterminės cheminės reakcijos gali vykti kambario temperatūroje, jei labai padidėja entropija. Vienas iš pavyzdžių yra bario hidroksido oktahidrato ir amonio tiocianato reakcija:
Ba(OH)2·8H2O(s) + 2NH4SCN(-iai) → Ba(SCN)2(s) + 10H2O(l) + 2NH3(g)
Tai labai endoterminė reakcija, ir kadangi trys kietųjų medžiagų molekulės reaguoja sudarydamos 13 molekulių, iš kurių 10 yra skystos, o dvi – dujos, entropija labai padidėja. Jei cheminėje stiklinėje sumaišomi reagentai ir stiklinė dedama ant bloko, ant kurio yra keli vandens lašai, vanduo užšąla, nes šiluma sugeriama iš aplinkos. Tiesą sakant, temperatūra gali nukristi iki -4 ir -22 °F (-20 ir -30 °C).