内能（)热力学系统的热运动能量。广义地说，内能是由系统内部状况决定的能量。热力学系统由大量分子、原子组成，储存在系统内部的能量是全部微观粒子各类能量的总和气体内能，即微观粒子的动能、势能、化学能、电离能、核能等等的总和。因为在系统经历的热力学过程中，物质的分子、原子、原子核的结构通常都不发生变化，即分子的内禀能量（原子间互相作用能、原子内的能量、核能）保持不变，可作为常量交纳。为此，系统的内能一般是指全部分子的动能以及分子间互相作用势能之和，后者包括分子平动、转动、振动的动能（以及分子内原子震动的势能），前者是所有可能的分子对之间互相作用势能的总和。内能是态函数。真实二氧化碳的内能是气温和容积的函数。理想二氧化碳的分子间无互相作用，其内能只是体温的函数。
通过作功、传热，系统与外界交换能量，内能改变，其间的关系由热力学第一定理给出。
内能-定义式
dU=δW+δQ
内能-理想二氧化碳的内能
理想二氧化碳的内能是一个仅与其气温有关的函数：
dU=CvdT其中Cv是物体的定容比热容。对于理想二氧化碳，，其中R是理想二氧化碳常数，γ是一个和二氧化碳有关的常数，称为绝热指数。对于单原子理想二氧化碳，γ=5/3，对于双原子理想二氧化碳，γ=7/5。
内能-物体的内能
（1）分子做无规则运动（布朗运动），因而分子具有动能。
物体内大量分子作无规则运动跟气温有关气体内能，所以我们有把这些运动称作热运动。
（2）又与分子间存在互相斥力，所以分子具有势能。
（3）内能是物体内部具有的能量，它包括物体内所有分子动能和势能。
内能-内能变化的两个途径
（1）做功可以改变物体的内能。（如钻木取火）
（2）热传递可以改变物体的内能。（如放置冰块使物体降温）
做功和热传递在改变内能的疗效上是等效的。做功使其他方式的能如机械能等转化为内能；热传递使
物体间的内能发生转移。
内能-能的方式
（1）能以多种方式存在于自然界，每一种方式的能对应于一种运动方式。
各类方式的能是可以互相转化的。
（2）能的守恒定理
能量既不能创生，也不能消失，它只是从一种方式的能转化为另一种方式，或则从一个物体转移到另一个物体，
在转化或转移的过程中，其总数保持不变。这就是能量守恒定理。
内能-自然过程的方向性
大量事实表明，自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是遭到限制的。这时假若要是变化了的事物重新恢复到原先的状态，一定会对外界形成难以去除的影响，这就是然过的不可逆性。（参阅：吉布斯自由能）