反应（reaction）为因为事件所引发的回应，例如：化学反应；光学反应；反射反应；连锁反应；作用力和反作用力（action and reaction）核裂变、核聚变等等。

化学变化定义为当一个接触另一个分子合成大分子；或者分子经断裂分开形成两个以上的小分子；又或者是分子内部的原子重组。为了形成变化，化学反应通常和化学键的形成与断裂有关。特别注意化学反应不会以任何方式改变原子核，而仅限于在原子外的电子云交互作用。虽然核变形后可能会引发化学反应，但是核反应与化学反应无关。

化学性质是物质只能在化学变化中表现出来的性质，例如有酸碱性、氧化还原性质、热稳定性、反应性等等。

详细请参见化学反应。

产生活性中间体的过程称为链引发，活性中间体与反应物分子反复作用生成产物的过程称为链增长或链传递，活性中间体最后湮灭的过程称为链终止。一个活性中间体只能产生一个新的活性中间体的反应称为直链反应，可以产生两个或多个新的活性中间体的反应称为支链反应。（注意与有机化学中的定义相区别！）

单质化合生成氯化氢以及大多数的聚合反应都是直链反应。

详细请参见连锁反应。

两个较轻的核在融合过程中产生质量亏损而释放出巨大的能量，两个轻核在发生聚变时因它们都带正电荷而彼此排斥，然而两个能量足够高的核迎面相遇，它们就能相当紧密地聚集在一起，以致核力能够克服库仑斥力而发生核反应，这个反应叫做核聚变。

举个例子：两个质量小的原子，比方说氘和氚，在一定条件下（如超高温和高压），会发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，并伴随着巨大的能量释放。

原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc，原子核之净质量变化（反应物与生成物之质量差）造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，如原子弹爆炸；如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变。一般来说，这种核反应会终止于铁，因为其原子核最为稳定。

最早的人工核聚变技术是氢弹，同时在20世纪50年代，人类开始认真地研究发展用于民用目的的受控热核聚变，并一直持续到今天。在经过60年从以前的实验中做出设计改进之后，采用激光约束的国家点火装置(NIF)和采用磁约束的国际热核聚变实验反应堆(ITER)这两个主要项目的目标为在反应中产生的能量超过点燃反应所需要的能量。ITER还计划实现聚变“自持”。

详细请参见核聚变。

重核原子经中子撞击后，分裂成为两个较轻的原子，同时释放出数个中子，并且以伽马射线的方式释放光子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子，从而形成链式反应而自发分裂。原子核裂变时除放出中子还会放出热，核电站用以发电的能量即来源于此。因此核裂变产物的结合能需大于反应物的的结合能。

核裂变会将化学元素变成另一种化学元素，因此核裂变也是核迁变的一种。所形成的二个原子质量会有些差异，以常见的可裂变物质同位素而言，形成二个原子的质量比约为3:2。大部分的核裂变会形成二个原子，偶尔会有形成三个原子的核裂变，称为三分裂变，大约每一千次会出现二至四次，其中形成的最小产物大小介于质子和氩原子核之间。

现代的核裂变多半是刻意产生，由中子撞击引发的人造核反应，偶尔会有自发性的，因放射性衰变产生的核裂变，后者不需要中子的引发，特别会出现在一些质量数非常高的同位素，其产物的组成有相当的机率性甚至混沌性，和质子发射、α衰变、集群衰变等单纯由量子穿隧产生的裂变不同，后面这些裂变每次都会产生相同的产物。原子弹以及核电站的能量来源都是核裂变。核燃料是指一物质当中子撞击引发核裂变时也会释放中子，因此可以产生链式反应，使核裂变持续进行。在核电站中，其能量产生速率控制在一个较小的速率，而在原子弹中能量以非常快速不受控制的方式释放。

由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变数目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够多，将会瞬间释放大量的能量。原子弹便应用了核裂变的这种特性。制成原子弹所使用的重核含量，需要在90%以上。

核能发电应用中所使用的核燃料，铀-235的含量通常很低，大约在3%到5%，因此不会产生核爆。但核电站仍需要对反应堆中的中子数量加以控制，以防止功率过高造成堆芯熔毁的事故。通常会在反应堆的慢化剂中添加硼，并使用控制棒吸收燃料棒中的中子以控制核裂变速度。从镉以后的所有元素都能分裂。

核裂变时，大部分的分裂中子均是一分裂就立即释出，称为瞬发中子，少部分则在之后（一至数十秒）才释出，称为延迟中子。

详细请参见核裂变。