Eksoterminen reaktio on kemiallinen reaktio, joka vapauttaa lämpöä. Eksotermisessä reaktiossa systeemistä virtaa lämpöä ympäristöön. Systeemin potentiaalienergia on lopussa pienempi kuin alussa. Jos eksoterminen reaktio tapahtuu vakiopaineessa, systeemin entalpia eli energiasisältö pienenee eli ΔH < 0[1].
Tyypillisiä eksotermisiä reaktioita ovat palamisreaktiot. Esimerkiksi vety palaa seuraavasti:
Lämpöä sitovaa reaktiota sanotaan endotermiseksi reaktioksi.