Обмен веществ (метаболизм) в живом организме неразрывно связан с сопроводительным процессом – обменом энергии. Обмен веществ и энергии – самый характерный признак жизни; с его прекращением останавливается и жизнь. Организмы усваивают вещества, которые поступают к ним из окружающей среды (главным образом с едой), изменяют их химический состав, синтезируют новые соединения, которые расходуются на создание и обновление элементов тканей и аккумуляции больших запасов химической энергии. Совокупность этих процессов называют ассимиляцией, или анаболизмом.
На протяжении всей жизни, одновременно с ассимиляцией, непрерывно происходит противоположный процесс – диссимиляция, или катаболизм, который заключается в разложении сложных химических соединений и выделении энергии. Во время старения организма процессы диссимиляции начинают доминировать и запас потенциальной энергии в организме постепенно уменьшается.
Химическая термодинамика – это раздел физической химии, в котором изучаются превращение энергии в химических процессах и энергетические характеристики веществ. Химическая термодинамика дает возможность предварительно предусмотреть вероятность, направленность и границы хода химической реакции, условия химического равновесия, определить тепловой эффект химической реакции, энергию образования связей и тому подобное.
В наше время термодинамический метод исследования является одним из наиболее надежных и эффективных методов изучения обмена веществ и энергии, который происходит в живых организмах.