有五種主要化學反應如下所示：
- 異構化 (A → B) ：化合物形成結構重組而不改變化學組成物。
- 化學合成 (A + B → C) ：二種以上元素或化合物合成一個複雜產物。
- 化學分解 (A → B + C) ：化合物分解為構成元素或小分子。
- 置换反应/單取代反應 (A + BC → AC + B) ：表示額外的反應元素取代化合物中的一個元素。
- 雙取代反應 (AC + BD → AD + BC) ：在水溶液中（又稱離子化的）兩個化合物交換元素或離子形成不同的化合物，又稱為複分解反應。
當然還有更多複雜的情形，但仍可逐步簡單化而視為上述反應類別的連續反應。
化學反應的變化多端難以建立簡單的分類標準。
但是一些類似的化學反應仍然可以歸類，譬如：
- 有機反應：指以碳原子化合物為主的各種反應。
- 氧化還原反應：指兩化合物間的電子轉移（如：單取代反應和燃燒反應）
- 燃燒反應：指受質和氧氣的反應。
更多的例子參見反應列表（list of reactions）。
