化学反应总是伴随着能量的变化（△H、△G）。依照利用途径的不同，化学反应释放的能量可以转变为不同的能量形式。25℃时，天然气与氧的完全氧化反应为

CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)
△H^θ＝－890．8kJ／mol，△G^θ＝－818．4kJ／mol

    燃气炉灶是用天然气与空气中的氧气燃烧，释放的热量用于加热，将化学能转化为热能；汽车发动机是先把化学能转化为热能，再通过产生高压蒸汽推动活塞产生动能；而火力发电厂则是将动能进一步转化为电能。由于燃烧反应是快速反应，所以燃烧产生的大量热传给了环境。而且每一转化过程都有一定的效率，转化的步骤越多，总的效率越低。内燃机的效率一般不超过20％。
    若把化学能直接转变为电能，效率就高得多。研究化学能与电能之间转化规律的科学称为电化学。使化学能直接转变为电能的装置称为原电池。
    任何自发的氧化还原反应均为电子从还原剂转移到氧化剂的过程。把锌放在硫酸铜溶液中，锌溶解而铜析出

Zn(s)+CuSO₄ (aq)=Cu(s)+ZnSO₄ (aq)

    反应的实质是Zn原子失去电子，被氧化成Zn²⁺；Cu²⁺得到电子，被还原成Cu原子。由于锌和硫酸铜溶液直接接触，电子就从Zn原子直接转移给Cu²⁺，因而得不到序的电子流。随着氧化还原反应的进行，溶液温度将升高，即反应中放出的化学能转变为热能。
    在图3-2装置中，氧化和还原反应分别在两个烧杯中进行。在一个烧杯中放入ZnSO₄溶液和锌片，在另一个烧杯中放入CuSO₄溶液和铜片，用盐桥（饱和KCl溶液的琼脂胶冻）将两个烧杯中的溶液联系起来。当接通外电路时，有电流通过。

    理论上，任何一个自发进行的氧化还原反应都可以组成原电池。但由于反应速率、安全性和技术条件等因素的限制，原电池可以利用的氧化还原反应仅是极少数。安全、高效的原电池一直是世界各国化学电源研究开发的热点。
    原电池可用电池符号表示。书写电池符号时，习惯上把电池的负极写在左边，正极写在右边，以"│"表示相界面，以"║"表示盐桥。一般需要标明反应物质的浓度或压力。若反应物中没有电子导体，须外加惰性电极（如石墨、铂），惰性电极仅起导电作用，不参加电极反应。原电池符号的书写方式为

(－)导体│s│g│l║l│g│s│导体(＋)

式中，s、g、l分别表示固体、气体和溶液。
    铜锌原电池的符号为：

(－)Zn│Zn²⁺(c₁)║Cu²⁺(c₂)│Cu(＋)

    c₁、c₂分别为Zn²⁺和Cu²⁺的浓度。Zn和Cu既是反应物又是导体。
    利用反应Cu²⁺＋H₂＝Cu＋2H⁺组成的原电池的电池符号为

(－)Pt│H₂(p)│H⁺(c₁)║Cu²⁺(c₂)│Cu(+)

    铂为惰性电极，仅起导电作用，不参加电极反应。