В термодинамике внутренняя энергия термодинамической системы или тела с четко определенными границами, обозначаемая U, а иногда и E, представляет собой совокупность кинетической энергии, обусловленной движением молекул (трансляционной, вращательной, колебательной), и потенциальной энергии, связанной с колебательной и электрической энергией атомов внутри молекул или кристаллов. Она включает в себя энергию всех химических связей и энергию свободных электронов проводимости в металлах.
Внутренняя энергия является термодинамическим потенциалом, и для закрытой термодинамической системы, удерживаемой при постоянной энтропии, она будет сведена к минимуму.
Можно также рассчитать внутреннюю энергию электромагнитного или черного излучения. Это функция состояния системы, большое количество. Единица энергии SI - это джоуль, хотя другие исторические, обычные единицы все еще используются, такие как (маленькая и большая) калория для тепла. (Калории, которые на классических этикетках продуктов питания на самом деле являются килокалориями).