반응계(反應系)는 화학 반응이 일어나는 시스템을 의미한다. 물질이 서로 상호작용하여 새로운 물질을 생성하는 과정에서의 모든 관련 요소를 포함한다. 반응계는 개방계와 폐쇄계로 나눌 수 있으며, 개방계는 물질과 에너지가 자유롭게 교환되는 반면, 폐쇄계는 에너지는 교환되지만 물질의 교환은 제한된다. 이러한 구분은 화학 반응의 연구와 이해에 중요한 역할을 한다.

반응계의 구성 요소는 반응물, 생성물, 그리고 이들 사이의 상호작용을 포함한다. 반응물은 반응이 시작될 때 존재하는 물질, 생성물은 반응 후에 생성되는 물질이다. 반응계 내부에서는 에너지가 전달되고, 분자의 배치가 변화하며 새로운 결합이 형성된다. 이러한 과정은 화학 반응의 속도와 메커니즘에 크게 영향을 미친다.

또한, 반응계의 상태는 온도, 압력, 농도 등 여러 변수에 의해 영향을 받는다. 이들 변수는 반응 속도를 변화시키며, 특정 조건에서 반응 방향을 결정하기도 한다. 예를 들어, 온도가 높아지면 분자의 운동 에너지가 증가하여 반응 속도가 빨라질 수 있다. 이는 아레니우스 식과 같은 수식으로 설명되기도 한다.

반응계는 화학뿐만 아니라 생화학, 물리화학 등의 다양한 분야에서도 중요한 개념이다. 생명체의 대사 과정, 환경 속의 화학 반응, 산업 공정 등 다양한 응용 분야에서 반응계에 대한 이해는 필수적이다. 이를 통해 과학자들은 새로운 물질을 합성하거나, 효율적인 공정을 개발하고, 환경 문제를 해결하는 데 기여할 수 있다.