放能反应是热力学中标准自由能变化（ΔG°）小于零的化学反应，这类反应可通过与吸能反应偶联形成共轭系统驱动代谢进程。在生物体内，ATP作为高能化合物，其水解反应释放的自由能常被用于驱动葡萄糖磷酸化等吸能反应。代谢过程中异化作用多为放能反应，与合成反应的吸能特性构成能量循环。

放能反应的标准自由能变化ΔG°可通过公式ΔG°=-RTlnKeq计算，其中Keq为平衡常数。当ΔG°时，反应在标准条件下自发进行，且数值大小直接反映反应驱动力。

例如ATP水解为ADP和磷酸盐时，ΔG°=-30.5 kJ/mol，属典型放能反应。需注意ΔG°仅表征趋势，实际反应速率需酶催化等因素参与。

生物体内吸能反应（ΔG>0）需与放能反应耦合以获取能量。以葡萄糖磷酸化为例：

该机制依赖ATP作为中间载体实现能量转移，构成代谢共轭系统。

生物氧化过程中，有机物分解产生ATP等高能化合物：

消化道中蛋白质水解（ΔG）属放能反应，但不伴随ATP合成，能量以热形式释放。

高能化合物水解时ΔG°显著低于普通化合物：