內(nèi)能(internal energy)是物體或若干物體構(gòu)成的系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)）內(nèi)部一切微觀粒子的一切運動形式所具有的能量總和.內(nèi)能常用符號U表示,內(nèi)能具有能量的量綱,國際單位是焦耳（J）.
內(nèi)能的概念與性質(zhì)
　　從微觀上說,分子的動能、分子間的相互作用勢能、電子能和核內(nèi)部粒子間的相互作用能等.前兩項又可總稱為分子熱運動能,就是我們通常所說的“內(nèi)能”.后面兩項在大多物理過程中不變,因此一般只需要考慮前兩項.但在涉及電子的激發(fā)、電離的物理過程中或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時電子能將大幅變化,此時內(nèi)能中必須考慮電子能的貢獻(xiàn).核內(nèi)部粒子間的相互作用能僅在發(fā)生核反應(yīng)時才會變化,因此絕大多數(shù)情形下,都不需要考慮這一部分的能量.內(nèi)能的絕對量（主要是其中的核內(nèi)部能量部分）目前還不完全清楚,但不影響我們解決一般問題,對于內(nèi)能我們常常關(guān)心的是其變化量.
　　拋開物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),從宏觀上說,內(nèi)能是一種與系統(tǒng)在絕熱條件下做功量相聯(lián)系的,描述系統(tǒng)本身能量的狀態(tài)函數(shù).在宏觀定義中,內(nèi)能是一個相對值.
　　對于一定量物質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng),通過做功、熱傳遞與外界交換能量,引起系統(tǒng)狀態(tài)變化,而導(dǎo)致內(nèi)能改變,其間的關(guān)系由熱力學(xué)第一定律給出.
　　內(nèi)能是物體、系統(tǒng)的一種固有屬性,即一切物體或系統(tǒng)都具有內(nèi)能,不依賴于外界是否存在、外界是否對系統(tǒng)有影響.
　　內(nèi)能是一種廣延量（或曰容量性質(zhì)）,即內(nèi)能的大小與物質(zhì)的數(shù)量（物質(zhì)量或質(zhì)量）成正比.
　　內(nèi)能是系統(tǒng)的一種狀態(tài)函數(shù)（簡稱態(tài)函數(shù)）,即內(nèi)能可以表達(dá)為系統(tǒng)的某些狀態(tài)參量（例如壓強(qiáng)、體積等）的某種特定的函數(shù),函數(shù)的具體形式取決于具體的物質(zhì)系統(tǒng)（具體地說,取決于物態(tài)方程）.當(dāng)系統(tǒng)處于某一平衡態(tài)時,系統(tǒng)的一切狀態(tài)參量將取得定值,內(nèi)能作為這些狀態(tài)參量的特定函數(shù)也將取得定值（盡管我們目前還不很清楚它的絕對數(shù)值是多少）.
　　當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生某一變化,從原先的平衡態(tài)過渡到另一個新的平衡態(tài)時,內(nèi)能的變化量僅取決于變化前后的系統(tǒng)狀態(tài),而與這個變化是如何發(fā)生的（例如變化的快慢）以及變化經(jīng)歷了怎樣曲折的過程（例如是經(jīng)歷一個等溫過程、等壓過程還是一個任意過程）完全無關(guān).內(nèi)能的這一性質(zhì)和功、熱量有著本質(zhì)的區(qū)別.
　　內(nèi)能的概念建立在焦耳等人大量精密的熱功當(dāng)量實驗的基礎(chǔ)之上.能量和內(nèi)能概念的建立標(biāo)志著能量轉(zhuǎn)化與守恒定律（即熱力學(xué)第一定律）的真正確立.
　　正如重力對一定質(zhì)量物體做功的大小與物體下降的路徑無關(guān),僅與物體下降前后的垂直位置有關(guān),焦耳的實驗證明系統(tǒng)在絕熱條件下的做功量與系統(tǒng)經(jīng)歷的具體過程無關(guān),僅與系統(tǒng)做功前后的狀態(tài)有關(guān).從前一現(xiàn)象人們提出了重力勢能的概念,將過程量功表達(dá)為僅取決于高度的勢能函數(shù)在不同高度的函數(shù)值之差.類似可以定義一個僅取決于系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù),將過程量絕熱功表為該函數(shù)在不同狀態(tài)的函數(shù)值之差.這個被定義的函數(shù),就稱為內(nèi)能.