Унутрашња енергија (U) се дефинише тако да су промене унутрашње енергије (U) једнаке топлоти примљеној или ослобођеној у процесу који се одвија када су запремине константне. Док се промене унутрашње енергије могу мерити помоћу калориметрије, апсолутне вредности унутрашње енергије обично не могу бити утврђене. Промене унутрашње енергије су једнаке пренетој топлоти плус раду уложеном у било који процес.