重曹の正式な化学名は炭酸水素ナトリウム（化学式：NaHCO₃）です。英語では「Baking soda（ベーキングソーダ）」または「Sodium hydrogen carbonate」と呼ばれ、自然界では鉱物や海水、さらには人間の体内（血液や唾液中）にも弱アルカリ性の緩衝成分として微量に存在しています。工業的には塩化ナトリウム（食塩）や二酸化炭素、アンモニアを原料とした「ソルベー法」などで大量生産され、極めて安定した結晶構造を持っています。
家庭用洗剤や調理素材として重曹が幅広く支持される最大の理由は、水に溶かした際にpH約8.2の「極めて穏やかな弱アルカリ性」を示す点にあります。市販の合成洗剤のような強い刺激性を持たず、手肌への負担を抑えながら酸性の汚れを科学的に中和できる性質が基本骨格となっています。
重曹が持つ実用的な化学作用は、主に次の4つに分類されます。
第1に「酸性汚れの中和作用」です。料理で飛び散った油や換気扇のベトベト汚れ、衣類や寝具に付着する皮脂汚れ、食べ残しの腐敗臭などはすべて脂肪酸を主成分とする酸性の物質です。弱アルカリ性の重曹がこれらに触れると中和反応が起き、水に溶けやすい石鹸成分（脂肪酸ナトリウム）へと変化するため、油分が乳化して簡単に洗い流せるようになります。
第2に「マイルドな研磨作用」が挙げられます。重曹の結晶は硬度（モース硬度）が約2.5と低く、人間の爪と同程度の柔らかさです。ステンレスやホーローなどの硬い金属面をこすり洗いしても傷をつけにくく、鍋の焦げ付きやシンクのくすみを物理的に削り落とすクレンザーとして安全に機能します。
第3に「発泡作用（二酸化炭素の発生）」です。重曹は65℃以上の加熱、あるいは酸性物質（クエン酸や酢）と接触することで熱分解や中和反応を起こし、炭酸ガス（二酸化炭素）の微細な泡を大量に噴出します。パンケーキや焼き菓子をふっくら膨らませる膨張剤として使われるのはこの現象を利用したものであり、配管掃除で汚れを浮き上がらせる際にもこの発泡力が応用されます。
第4が重曹消臭効果と仕組みです。不快な生活臭の多くは、靴のムレ臭や汗臭（イソ吉草酸）、生ゴミ臭などの酸性ガスが原因となっています。重曹はこの酸性悪臭物質を化学的に捕集して無臭の中性塩へと変質させるため、芳香剤のように強い香りで誤魔化すマスキングとは異なり、ニオイの発生源から根本的に断ち切る強力な消臭力を誇ります。ただし、トイレ特有のアンモニア臭は同じ「アルカリ性」であるため、同極同士となり重曹では中和できません。
