Her ne kadar fiziksel ve kimyasal değişiklikler sıvıdan gaza veya katı gibi bir durum değişikliğine neden olsa da, iki işlem tamamen farklıdır. donma veya suda çözünme gibi durumlardaki değişme.
Bununla birlikte, maddede bulunan gerçek moleküller bu değişime rağmen kimyasal olarak aynı kalır. Bu, moleküllerin yeni kimyasal maddeler oluşturan kimyasal bir reaksiyona maruz kaldığı kimyasal değişimin tam tersidir. Bu işlem, her zaman tersine çevrilebilen fiziksel bir değişimin aksine, çeşitli atomların gerçek kimyasal yapısı değiştiğinden, geri döndürülemez. Kimyasal değişikliklerde, maddedeki atomlar her zaman yeni bileşikler oluşturmak için parçalanırlar veya birleşirler.
Mesela, su oluşturmak için buhar ya da buz oluşturmak için dondurulmuş su da kaynatılabilir, ancak bu maddelerin her biri H20 ile aynı kimyasal yapıya sahiptir. Bununla birlikte, benzin yakıldığında, sonuç iki yeni maddedir: karbondioksit ve su buharı. Benzer şekilde, demir oksijene maruz kaldığında, ikisi demir oksit veya pas oluşturmak üzere reaksiyona girer. Pas altındaki demir tabakaları hala saf olmasına rağmen, demir oksid tekrar saf demir olarak değiştirilemediğinden yüzeydeki kimyasal değişim kalıcıdır.