化学ポテンシャル
μ i ( S , V , N ) = ( ∂ U ( S , V , N ) ∂ N i ) S , V , N j μ i ( S , p , N ) = ( ∂ H ( S , p , N ) ∂ N i ) S , p , N j μ i ( T , V , N ) = ( ∂ F ( T , V , N ) ∂ N i ) T , V , N j μ i ( U , V , N ) = − T ( ∂ S ( U , V , N ) ∂ N i ) U , V , N j {\displaystyle {\begin{aligned}\mu _{i}(S,V,{\boldsymbol {N}})&=\left({\frac {\partial U(S,V,{\boldsymbol {N}})}{\partial N_{i}}}\right)_{S,V,N_{j}}\\\mu _{i}(S,p,{\boldsymbol {N}})&=\left({\frac {\partial H(S,p,{\boldsymbol {N}})}{\partial N_{i}}}\right)_{S,p,N_{j}}\\\mu _{i}(T,V,{\boldsymbol {N}})&=\left({\frac {\partial F(T,V,{\boldsymbol {N}})}{\partial N_{i}}}\right)_{T,V,N_{j}}\\\mu _{i}(U,V,{\boldsymbol {N}})&=-T\left({\frac {\partial S(U,V,{\boldsymbol {N}})}{\partial N_{i}}}\right)_{U,V,N_{j}}\end{aligned}}}
と表される。Uは内部エネルギー、Hはエンタルピー、Fはヘルムホルツエネルギー、Sはエントロピー、Vは体積である。
理想的な混合物の成分 i の化学ポテンシャルはモル分率を xi とおくと、以下のように表現できる。
μ i = μ i ∘ + R T ln  x i {\displaystyle \mu _{i}=\mu _{i}^{\circ }+RT\ln x_{i}}
ここで、 μ i ∘ {\displaystyle \mu _{i}^{\circ }} は純粋な成分 i の化学ポテンシャルであり、標準化学ポテンシャルと呼ばれる。
実在溶液などの分子間相互作用を無視できない系では、モル分率ではなく活量を用いて補正を行う。