석탄, 석유, 천연가스 등의 연료와 동물이 섭취하는 음식물, 기타 화학 물질들이 가진 에너지를 화학 에너지라고 한다. 이러한 화학 에너지는 화학 반응이 일어날 때 열에너지 등으로 방출된다. 석탄이나 석유, 천연 가스는 고대에 살던 동식물의 유해가 오랜 세월을 거치면서 탄화된 것으로 태양 복사 에너지가 화학 에너지로 저장된 것이다. 또 사람이나 동물이 먹는 음식물도 태양 복사 에너지가 식물의 광합성에 의해 화학 에너지로 저장된 것이다.