Химические процессы могут классифицироваться по такому параметру, как степень окисления реагентов. В этом случае выделяют два вида реакций.

1. Окислительно-восстановительные реакции. В реакциях подобного типа атомы окислителя отнимают электроны у другого атома, тем самым восстанавливаются и, как следствие, снижают степень окисления. Атомы восстановителя отдают свои электроны, степень окисления при этом растет, то есть атомы восстановителя окисляются. Реакции окисления и восстановления происходят одновременно.

Одним из самых простых примеров окислительно-восстановительной реакции является процесс горения водорода в кислороде, в результате которого образуется вода:

2H₂ + O₂ = 2H₂O

В этом случае водород, являясь восстановителем, отдает свои электроны, а кислород, выступая окислителем, их принимает.

Процесс, когда атомы одного элемента, имея различные степени окисления, выполняют функцию окислителя и восстановителя одновременно, носит название реакции диспропорционирования. Эта реакция также относится к окислительно-восстановительным, являясь ее частным случаем. В качестве примера можно привести реакцию, когда нитрат аммония разлагается на оксонитрид азота  и воду под действием температуры (реакция начинается при 170⁰С, поэтому вовремя необходимо прекратить нагревание, иначе при температуре выше 300⁰С может произойти взрыв):

NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O

Роль окислителя в данном случае играет азот нитрогруппы со степенью окисления +5, а роль восстановителя – азот катиона аммония со степенью окисления -3.

2. Не окислительно-восстановительные реакции. Они протекают таким образом, что степени окисления атомов элементов не изменяются. К ним можно отнести реакции ионного обмена, а также многие реакции разложения и соединения, в которых среди первоначальных веществ и продуктов реакции нет простых веществ, например:

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO_{4 +} 2H₂O

Течение любой реакции сопровождается тепловым эффектом. Химические связи в реактивах, разрываясь, выделяют тепловую энергию. Если она полностью будет используется для образования новых связей, то в совокупности тепловой эффект будет практически равен нулю. Тепловой эффект в иных случаях позволяет классифицировать химические реакции следующим способом:

- экзотермические реакции, когда общий тепловой эффект положителен, то есть тепло выделяется. Например, рассмотренное ранее горение водорода.

-эндотермические реакции, когда совокупный тепловой эффект имеет отрицательное значение, то есть процесс протекает с поглощением  тепла из внешней среды.