Na základě prováděných výzkumů při termochemických reakcích byly popsány následující dvě zákonitosti.
1. První termochemický zákon
V roce 1780 formulovali francouzský fyzik Pierre Simon Laplace a chemik Antoine Laurent Lavoisier první termochemický zákon o vztahu mezi reakčním teplem přímé a zpětné reakce. Na jejich počest bývá označován též jako Laplace-Lavoisierův zákon.
Hodnota reakčního tepla přímé a zpětné reakce je až na znaménko stejná.
Například kapalná voda může vznikat přímou syntézou plynného vodíku a kyslíku za uvolnění určitého množství energie. Stejnou hodnotu energie bychom museli částicím vody dodat, kdybychom je chtěli zpětně rozložit na molekuly vodíku a kyslíku:
2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l) Qm = -457,2 kJ•mol-1
2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g) Qm = 457,2 kJ•mol-1
2. Druhý termochemický zákon
Ruský chemik Germain Henri Hess roku 1840 definoval druhý termochemický zákon, a to o nezávislosti reakčního tepla na cestě, kterou reakce probíhá. Podle něj bývá tato zákonitost nazývána jako Hessův zákon. Tato zákonitost nám umožňuje spočítat reakční teplo i pro reakce, které jsou prakticky neproveditelné, dokážeme-li nevrhnout vhodný sled reakcí, který v sobě zahrne požadovanou reakci.
Výsledné reakční teplo reakce je závislé pouze na jejím počátečním a koncovém stavu. Přechodné stavy chemické reakce ho neovlivní.
Třeba oxid uhličitý může vzniknout přímým spalováním uhlíku za dostatečného přístupu vzduchu . Avšak při nedostatečném přístupu kyslíku vzniká nejprve oxid uhelnatý, který se teprve poté oxiduje na oxid uhličitý:
2 C + 2 O2 → 2 CO2
Qm = -785,5 kJ•mol-1
2 C + O2 → 2 CO Qm = -219,4 kJ•mol-1
2 CO + O2 → CO2 Qm = -566,5 kJ•mol-1
Výsledné Qm: -(219,4+566,5) kJ•mol-1 = -785,5 kJ•mol-1